DE2520680C2 - Spannungsempfindliche Kippschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine spannungsempfindliche Kippschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Derartige Kippschaltungen sind beispielsweise aus den US-PS 33 19 083 und 37 57 142 bekannt und werden u. a. für Steuerungszwecke verwendet. Die bekannten Schaltungen geben einen Ausgangsimpuls definierter Länge ab, wenn die Eingangsspannung den Schwellwert überschreitet, wobei Maßnahmen zur Beschleunigung und zur Unterdrückung des Einflusses der Amplitude des Eingangssignals auf die Länge des Ausgangsimpulses vorgesehen sind. Bei den bekannten Schaltungen sind jedoch keine Maßnahmen vorgesehen, den bestimmten Schwellwert, bei dessen Überschreitung durch die Eingangsspannung die Kippschaltung umschaltet, unabhängig von äußeren Einflüssen auf einen konstanten Wert zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kippschaltung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Schwellwertpegel sehr stabil ist und sich nicht mit Speisespannungs- und Temperaturänderungen ändert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Durch die dem Eingang des Vorverstärkers zugeführte Spannung wird also dessen Arbeitspunkt immer so eingestellt, daß die Kippschaltung immer nur beim Überschreiten desselben Schwellwertpegels durch die Eingangsspannung umkippt.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Schaltung enthält einen Vorverstärker, der aus den in Kaskade geschalteten Transistoren 1, 2 und 3 besteht und dessen Ausgang über einen Pegelverschiebungstransistor 4 mit einer Kippstufe gekoppelt ist, die aus den Transistoren 5 und 6 besteht, deren Kollektoren und Basis-Elektroden kreuzweise über Kreise 7, 8 bzw. 9 miteinander gekoppelt sind.

Der Kreis 7, 8 besteht aus einer Diode 7 und einem Kondensator 8 und der Kreis 9 aus einem Widerstand, wodurch eine monostabile Kippwirkting erhalten wird. Der Transistor 6 ist dabei im Ruhezustand leitend und der Transistor 5 nichtleitend. Wenn die Spannung an der Basis des Transistors 5 einen bestimmten Schwellwcrt übersteigt, wird dieser Transistor leitend, wodurch infolge der Rückkopplung über die Kreise 7,8 und 9 der Transistor 6 nichtleitend wird und ein Impuls am Kollektor des Transistors 6 erscheint. Nach einiger Zeit, die durch den Wert des Kondensators 8 und die Werte der mit diesem Kondensator verbundenen Widerstände bestimmt wird, nimmt die Spannung an der Basis des Transistors 6 wieder in derartigem Maße zu, daß dieser Transistor leitend wird und die Kippstufe zurückkippt. ίο Das Eingangssignal wird einer Eingangsklemme 10 zugeführt, die mit der Basis des Transistors 1 verbunden ist. Dieses Eingangssignal hat die in der Figur dargestellte Form, wobei es wesentlich ist, daß beim Überschreiten der Eingangsspannung (in negativem Sinne) über einen sehr genau bestimmten Schwellwertpegel die Kippschaltung umkippt, d. h., daß am Kollektorausgang des Transistors 6 der genannte Impuls erzeugt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß einerseits der Kollektorausgang des Transistors 3 und andererseits die Basis des Transistors 6 über Widerstände 11 bzw. 12 mit dem Basiseingang des Transistors 1 verbunden sind. Dadurch wird folgendes erzielt:

Im Ruhezustand ist der Transistor 6 derart stark leitend, daß er in den Sättigungszustand gesteuert ist (d. h., daß der Kollektorstrom bei zunehmendem Basisstrom nicht mehr zunimmt). Die Soannung, die dann zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 6 erzeugt wird, ändert sich nicht nur mit der Temperatur, sondern ist auch von der Speisespannung jo linear abhängig. Der Transistor 1 ist z. B. auf einen zehnmal niedrigeren Ruhestrom eingestellt, so daß dieser Transistor in seinem linearen Verstärkungsbereich arbeitet und noch weit außerhalb des Sättigungszustandes bleibt. Die Spannung, die dann zwischen der Basis und dem Emitter dieses Transistors erzeugt wird, ist wieder von der Temperatur abhängig, aber auch infolge der angewandten Gegenkopplung von der Speisespannung nahezu unabhängig. Ohne Gegenkopplung werden Speisespannungsänderungen jedoch wohl an dem Kollektor des Transistors 3 auftreten. Eine Gegenkopplung allein kann diese Änderungen zwar abschwächen, aber nicht beseitigen. Durch passende Wahl der Widerstände 11 und 12 kann nun sichergestellt werden, daß nicht nur über den Widerstand 11 eine Gegenkopplung, sondern auch über den Widerstand 12 ein zusätzlicher, die Speisespannungsänderungen am Kollektor des Transistors 3 ausgleichender Strom der Basis des Transistors 1 zugeführt wird. Dabei wird außerdem der Einfluß von Temperaturänderungen so dadurch ausgeglichen, daß die beiden im Ruhezustand leitenden Transistoren 1 und 6 eine sich in gleichem Sinne mit der Temperatur ändernde Emitter-Basis-Spannung aufweisen. So wird es möglich, die an der Basis des Transistors 4 wirksame Schwellwertspannung für diese beiden Einflüsse auszugleichen. Selbstverständlich kann auch eine gewisse Unter- bzw. Überkompensation für Speisespannungsänderungen erreicht werden, was manchmal im Zusammenhang mit der Speisespannungsabhängigkeit der weiteren Folgeschaltung wünsehenswert ist.

Die Schaltung wirkt nun wie folgt: Wenn die Eingangsspannung in negativer Richtung den mit einer gestrichelten Linie angegebenen Schwellwert überschreitet, wird der Transistor 1 soviel weniger leitend, *>"> daß nach Verstärkung in den Transistoren 2 und 3 die Kollektorspannung des Transistors 3 dermaßen zugenommen hat. daß der durch die Reihenschaltung der Basis-Emitter-Strecken der Transistoren 4 und 5

, gebildete Schwellwert überschritten wird, so daß die

< Kippstufe 5,6 umkippt. Der dann an dem Kollektor des

■ Transistors 6 erzeugte Ausgangsimpuls tritt genau zu

i demselben Zeitpunkt auf, zu dem das Eingangssignal

ί Jen Schwellwert überschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Spannungsempfindliche Kippschaltung mit einem Vorverstärker und zwei kreuzweise miteinander gekoppelten, wechselweise leitenden Kipptransistoren, wobei die Kippschaltung umkippt, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Schwellwertpegel überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Basis des im Ruhezustand leitenden Kipptransistors (6) entnommene Spannung in derartigem Sinne zusammen mit der Spannung am Ausgang des im linearen Arbeitsbereich eingestellten Vorverstärkers (1 bis 3) dessen Eingang (10) zugeführt wird, daß die von dem Ausgang des Vorverstärkers (1 bis 3) dem Eingang des im Ruhezustand nichtleitenden Kipptransistors (5) zugeführte Ruhespannung einen gegenüber Temperatur- und Speisespannungsänderungen kompensierten Schwellwert aufweist.