DE2813073C2

DE2813073C2 - Diskriminator-Schaltung

Info

Publication number: DE2813073C2
Application number: DE2813073A
Authority: DE
Inventors: Karl-Diether Dipl.-Ing. 7101 Oedheim Nutz
Original assignee: Telefunken Electronic 7100 Heilbronn GmbH; Telefunken Electronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1978-03-25
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1984-07-26
Also published as: DE2813073A1; US4258277A

Description

Die Erfindung betrifft eine Diskriminatorschaltung, die beim Erreichen eines vorbestimmten Wertes einer veränderlichen Versorgungsgleichspannung über ein Schaltelement ein definiertes Ausgangssignal abgibt.

Eine solche Diskriminatorschaltung ist durch die DE-OS 24 15 629 bekannt.

Die veränderliche Gleichspannung entsteh! beispielsweise an einem Ladekondensator, der über die gleichgerichtete Net2spannung aufgeladen wird. Beim Einschalten der Netzspannung lädt sich der Ladekondensator auf und eine nachgeschaliete Diskriminatorschaltung muß dafür sorgen, daß beim Erreichen eines bestimmten Spannungswertes am Ladekondensator durch Abgabe eines Steuerimpulses beispielsweise nachgeschaltete Speicherschaltungen zur Aufnahme von Informationen freigegeben werden. Derartige Diskriminatorschaltungen werden beispielsweise bei Digital-Lichtdimmern verwendet, bei denen durch eine andere nicht näher beschriebene Schaltung beispielsweise bei Netzausfall und Spannungswiederkehr ein definierter Ausgangszustand eingestellt wird und ab dem Erreichen eines bestimmten Gleichspannungswertes neue Informationen in den Speicher der Lichtdimmerschaltung eingeschrieben werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diskriminatorschaltung anzugeben, mit deren Hilfe zusätzlich die Versorgungsgleichspannung auf einen bestimmten Spannungswert begrenzt werden kann. Diese Schaltung soll mit möglichst wenigen Bauelementen auskommen und sehr genau arbeiten.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn- \; zeichneten Merkmale gelöst.

Durch den Einsatz der Stromspiegelschaltung ist es möglich, den Einsatzzeitpunkt der Begrenzerschaltung unabhängig von der Abgabe des Ausgangssignals beim Erreichen eines bestimmten Spannungswertes einzustellen. Die erfindungsgemäße Schaltung hat ferner den Vorteil, daß bei einem den Siromspiegel bildenden Zweigkollektortransistor Ableitwiderstände und Begrenzungswiderstände eingespart werden können.

Besieht die Stromspiegelschaltung aus einem Transistör mit zwei Kollektoren, so wird in den einen Kollektoren vorzugsweise ein Widerstand mit einem nachgeschalteten weiteren Transistor geschaltet, an dem das Ausgangssignal entsteht, während in den anderen KoI-lektorstromzweig die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode und einem Widerstand geschaltet ist.

Die Zenerdiode und der Widerstand bestimmen den Spannungswert, bei dem ein angeschlossener Transistor einen weiteren Spannungsanstieg der Versorgungsgleichspannung verhindert. Aus diesem Grund wird die Verbindung zwischen der Zenerdiode und dem dazu in Reihe geschalteten Widerstand an die Basiselektrode einer zwischen die Pole der Versorgungsspannungsquelle geschalteten Begrenzeriransistors angeschlossen. Bei einer vorteilhaften Ausfühiiungsform der erfindungsgemäßen Schaltung wird der Eingangsstrom durch die Stromspiegelschaltung vorzugsweise zu gleichen Teilen auf die beiden Kollektorstromzweige aufgeteilt. Die beiden Widerstände sind so dimensioniert, daß der Begrenzereinsatz und die Abgabe des Ausgangssignals zur gleichen Zeit erfolgt. Dies bedeutet, daß beide Kollektoren des Stromspiegeltransistors gleichgroß sind und auch die Widerstände in den beiden Stromzweigen verzugsweise gleiche Werte aufweisen.

Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispielcs näher erläutert werden.

In der Figur ist eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Diskriminatorschaltung dargestellt. Die Netzspannung wird über einen Widerstand und eine Gleichrichteranordnung direkt zur Aufladung des Ladekondensators C, an dem die Versorgungsgleichspannung abfällt, herangezogen. Beim Anschluß der Netzspannung an die dargestellte Schaltung ladt sich der Kondensator zunächst so lange auf, bis die am Ladekon-IiO densator ansiehende Gleichspannung durch den parallel zum Ladekondensator geschalteten Transistor T₁ begrenzt wird. Die Stromspiegelschaltung wird vom Transistor T> gebildet, der zwei Kollektorelektroden K\. K₂ aufweist. Die eine Kollektorelektrode Ki ist mit der Bab5 siselektrods des Transistors T₂ kurzgeschlossen und mit der Reihenschaltung aus der Zenerdiode Zi mit dem Widerstand R\ verbunden. In den anderen Kolleklorstromzweig ist der Widerstand R₂ geschaltet, dem die

Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors Γι parallel geschaltet ist. Am Kollektor des Schalltransistors Tj wird das Ausgangssignal abgegriffen.

Die Verbindung zwischen der Zenerdiode Z, und dem Widerstand R\ ist an die Basis-Elektrode des Begrenzertransistors Ti angeschlossen. Die Schaltung aus dem Stromspiegeltransistor T₂ und den beiden Kollcktorstromzweigen ist gleichfalls zwischen die beiden Pole der Versorgungsgieichspannungsquelle geschalter.

Beim Anstieg der Ladespannung am Kondensator C bleibt der Transistor Tj zunächst gesperrt, bis der Kollektorstrom über den Stromzweig K₂ den Wert Imin — UBETVR 2 überschreitet Der gleiche Strom fließt dann aufgrund der Symmetrie des Stromspiegeltransislors T₂ auch über die Kollektorelektrode K< durch die Zenerdiode Z₁ und den Widerstand R\. Die Summe der beiden Kollektorströme entspricht dem Eingangsslrom Iei. der bei gesperrtem Begrenzertransistor Ti zunächst als einziger der Versorgungsgleichspannungsquelle entnommener Strom in die Diskriminatorschaltung fließt. Wenn die Spannung Ub am Kondensator C den Wert Ub= Uz\ + Ubet\ + UeET2 erreicht hat, wird der Transistor T_x angesteuert, der nun die Versorgungsspannung auf diesen Wert Ub begrenzt

Durch die Wahl der Widerstände R\, R₂ kann unabhängig voneinander der Einsatzzeitpunkt der Begrenzerschaltung und der Impulsabgabezeitpunkt am Transistor T3 in Abhängigkeit von der anliegenden Versorgungsgleichspannung eingestellt werden. Es wäre somit möglich, den Transistor T₃ bereits bei einem deichspannungswert durchzuschalten, der kleiner ist als der durch den Einsatzpunkt der Begrenzerschaltung bestimmte maximale Spannungswert am Ladekondensator. Vorzugsweise wird man jedoch den Impulsabgabczeitpunkt und dsn Einsatzzeitpunkt der Begrenzerschaltung zusammenfallen lassen, was dadurch geschieht, daß die Widerstände R₁, R₂ gleich groß sind und auch die Kollektoren des Transistors T₁ mit gleichen Abmessungen gewählt werden, so daß aufgrund der Transistorsymmetrie durch die beiden Stromzweige gleich große Ströme fließen.

Die Ausführung des Transistors T₂ als Stromspiegel ermöglicht die Einsparung von zwei Widerständen. Wenn der Transistor T₂ ein einfacher Transistor wäre, müßte zwischen die Basis und Emitterelektrode des Transistors T₂ ein Ableitwiderstand geschaltet werden, durch den der Arbeitspunkt der Zenerdiode definiert würde. Andererseits müßte auch in den Kollektorstromzweig ein Begrenzungswiderstand geschallet werden, um den Kollektorstrom, der vom Stromverstärkungsfaktor des Transistors abhängig wäre, auf einen zulässigen Wert zu begrenzen.

Bei der Anordnung gemäß der Figur ist dem Ausgang des Transistors Ts ein Zwischenspeicher aus den beiden NAND-Gattern /Vi, ,V₂ nachgeschaltet. Diese beiden NAND-Gatter sind kreuzgekoppelt und auf das NAND-Gatter N₁ wird das Ausgangssignal des Transistors T₃ als »SET«-Signal gegeben, während auf den freien Eingang des NAND-Gatters N₂ das »PRE-SET«-Signal gegeben wird. Erst wenn der Transistor T_{1 b0} durchschaltet, wird das »SET«-Signal eine logische »0« und der Zwischenspeicher gibt als Ausgangssignal eine logische »1« ab. Zuvor war das »PRESET«-Signa! von einer logischen »0« zu Beginn der Einschaltphasc auf »1« gesprungen, Ho daß der preset-Zustand des Zwi- _bs schenspeichers »0<< ist.

Bei durchgestaltetem Transistor T₁ ist das »SET«-Signal soiiiit eine logische »0«, und der Zwischenspeicher gibt eine logische »1« ab, die die nachgeschalteie Logik oder Speicherschaltung zur Aufnahme neuer Informationen freigibt

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur sind die Transistoren Ti, Ti beispielsweise NPN-Transistoren, während der Transistor T₂ ein PNP-Doppelkollektortransistor ist Die Widerstände Ru R₂ sind beispielsweise 14 kil groß.

Die Gleichspannung, bei der der Transistor T3 umgeschaltet wird und die Spannungsbegrenzung am Kondensator Cerfolgt. liegt beispielsweise bei 8,7 Volt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

25

30

35

45

50

55

Claims

Patentansprüche:

1. Diskriminatorschaltung. die beim Erreichen eines vorbestimmten Wertes einer veränderlichen Versorgungsgleichspannung über ein Schaltelement ein definiertes Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß an die Versorgungsspannungsquelle (Ub) eine Stromspiegelschaltung (Ti) angeschlossen ist, durch die ein Eingangsstrom (ΪΕ2) in definierter Weise auf zwei Stromzweige aufgeteilt wird, daß im einen Stromzweig eine Begrenzerschaltung (Zu R\, Ti) angeordnet ist, durch die der Anstieg der Versorgungsspannung auf einen bestimmten Maximalwert begrenzt wird, während im anderen Stromzweig das das Ausgangssignal abgebende Schaltelement (Ti) angeordnet ist.

2. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspiegelschaltung aus einem ersten Transistor (T₂) mit zwei Kollektoren (K\, Ki) besteht, wobei in den einen Koiiektorzweig ein Widerstand (R₂) mit einem nachgeschalteten zweiten Transistor (Tj) geschaltet ist, während in den anderen Kollektorstromzweig die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode (Zi) und einem Widerstand (R\) geschattet ist

3. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode (Kt) des ersten Transistors (T₂), die mit der Zenerdiode (Z\) verbunden ist, zugleich mit der Basiselektro»i<: (B) des ersten Transistors (T₂) verbunden ist.

4. Diskriminatorscbnltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Zenerdiode (Zt) und dem dazu in Reihe geschalteten Widerstand (Ri) an die Basiselektrode eines zwischen die Pole der Versorgungsspannungsquelle (Uh) geschalteten Begrenzertransistors (Τ,) angeschlossen ist.

5. Dieskriminatorschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stromspiegelschaltung der Eingangsstram zu gleichen Teilen auf die beiden Kollektorstromzweige aufgeteilt wird, und daß die beiden Widerstände (Ri, R₂) so dimensioniert sind, daß der Begrenzereinsatz und die Abgabe des Ausgangssignals zur gleichen Zeit erfolgt.