DE3108613C2 - Impulsgenerator mit einem von einer Konstantstromquelle gespeisten Differentialverstärker - Google Patents

Abstract

Eine Oszillatorschaltung, die als spannungsgesteuerter Oszillator verwendet werden kann, bei der alle Transistoren im nicht gesättigten Bereich betrieben werden, so daß die Minoritätsträger-Sammlungszeit die maximale Arbeitsfrequenz der Schaltung nicht beeinträchtigt. Erste und zweite Stromspiegelschaltungen sind mit entgegengesetzten Ausgängen einer Differentialverstärkerschaltung gekoppelt, um einen Kondensator mit einem konstanten Strom abhängig von dem Zustand der Differentialverstärkerschaltung zu laden bzw. entladen. Die Differentialverstärkerschaltung besitzt Hystereseeigenschaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Impulsgenerator mit einem von einer Konstantstromquülle gespeisten Differentialverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

F i g. 1 zeigt ein Beispiel eines bekannten spannungsgesteuerten Impukgenerators. Dieser arbeitet wie folgt: Befindet sich ein Transistor Q 3 im gesperrten Zustand, dann wird ein Kondensator C durch einen Strom /' aufgeladen, der von einer Konstantstromquelle / über eine Diode D 2 fließt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ladespannung am Kondensator C eine Inversionsschwellenwertspannung einer Schmitt-Trigger-Schaltung, bestehend aus Transistoren Q 4 bis Q 6. überschreitet, wird der Transistor Q δ gesperrt, so daß der Widerstand zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Ql geringer wird Ein Transistor QS bildet zusammen mit einem Transistor <?9 einen Differentialverstärker. Beim Absinken des Widerstands sperrt der Transistor Q 8 und der Transistor Q 9 wird leitend, wodurch auch der Transistor QZ leitend wird. Auf diese Weise wird der Zustand der Schaltung invertiert, wodurch eine Stromspiegelspannung bestehend aus den Transistoren Q 1 und Q 2 aktiviert wird, so daß der Strom / von der Konstantstromquelle / zum Transistor Q 1 fließt und die identische Strommenge / über den Transistor Q 2 von dem Kondensator C abgezogen wird. Die Entladung des Kondensators Chat zur Folge, daß beim Absinken der Spannung über dem Kondensator C unter eine Rückstell-Schwellenwert-Spannung der Schmitt-Trigger-Schaltung letztere zurückgesetzt wird, so daß der Transistor Q6 leitend wird, der Widerstand zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q 7 ansteigt, der Transistor Q 8 leitend, der Transistor Q 9 gesperrt wird und der Transistor Q 3 ebenfalls sperrt. Auf diese Weise kehrt die Schaltung in ihren Anfangszustand zurück, so daß die Stromspiegelschaltung inaktiviert und der Kondensator Cwiederum geladen wird.

Es wird somit eine Dreiecksspannung V> an der Klemme A entwickelt, an der die Spannung am Kondensator Cabgenommen wird. Eine Rechteckspannung Vß von identischer Dauer (identischer Frequenz), wie die Dreiecksspannung V; wird am Emitter des Transistors Ql erzeugt. Die Frequenz der Rechteckspannung V11 ist proportional zum Wert des Stroms /.

F i g. 2 zeigt Signaldarstellungen, wobei Vs ι und Vs 2 die Umkehrschwellenspannung bzw. die Rückstellschwellenspannung der Schmitt-Trigger-Schaltung und + Vcc und — V_1x. die Versorgungsspannungen darstellen.

Die Schmitt-Trigger-Schaltung des Impulsgenerators gemäß F i g. 1 arbeitet unter Verwendung der positiven Rückkopplung der Transistoren Q 5 und Q 6, wobei sich ihre Transistoren in ihren gesättigten Bereichen befinden. Hieraus ergeben sich folgende Nachteile: Insbesondere in dem Fall, wo ein Rechteckimpuls V/n gemäß F i g. 3A als Eingangsspannung an den Transistor angelegt wird, ergibt sich für den Kollektorstrom f_c eine Minoritätsträger-Sammlungszeit f_s gemäß Fig.3B. In F i g. 3 bedeuten t_r und f₅ die Anstiegs- bzw. Abfallzeit. Infolge dieser Minoritätsträger-Sammlungszeit verzögert sich die Arbeitsweise des Transistors, so daß ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb nicht möglich ist Aus diesem Grunde kann die Schaltung gemäß F i g. 1 nicht mit einer hohen Frequenz schwingen. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß der gezeigte Impulsgenerator in seiner Frequenz begrenzt ist.

Die DE-OS 27 12 369 zeigt einen Impulsgenerator, bei dem ein Differentialverstärker von einer als Stromspiegelschaltung ausgebildeten Konstantstromquelle mit einem konstanten Strom gespeist wird. Die gleiche Konstantstromquelle lädt Ober einen veränderbaren Widerstand einen Kondensator auf, wenn sich der Differentialverstärker in seinem einen Zustand befindet. Bei Erreichen einer bestimmten Aufladespannung am Kondensator schaltet der Differentialverstärker um, wodurch über eine Stromspiegelschaltung ein speziell ausgebildeter Transistor leitend gemacht wird, der den zweifachen Strom der Konstantspannungsquelle hindurchläßt, so daß er neben dem Aufladestrom des Kondensators auch den gleichen Entladestrom vom Kondensator ableitet. Der eine Steuereingang des Differentialverstärkers ist über einen Widerstand mit einer Bezugsspanr.ung verbunden. Beim Leitendwerden der ebenfalls mit diesem Steuereingang verbundenen Stromspiegelspannung wird der Ansprechschwellenwert geändert, so daß sich eine Hystereseeigenschaft ergibt. Da der Strom von der Konstantstromqdelle zum Kondensator fließt und über den speziell ausgebildeten Transistor gemeinsam mit dem Entladestrom abgeleitet werden muß, ergibt sich ein zusätzlicher Stromverbrauch. Die Frequenz des bekannten Impulsgenerators wird durch Verändern des Ladewiderstandes für den Kondensator geändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Impulsgenerator anzugeben, dessen Stromverbrauch vi verringert wird, der spannungssteuerbar ist und eine verbesserte Rechteckimpulsform aufweist.

Der erfindungsgemäße Impulsgenerator besitzt die Merkmale des Patentanspruchs I.

Durch die Verwendung zweier abwechselnd wirksa- 5* mer Stromspiegelspannungen kann auf einfache Weise der Ladestrom abgeschaltet werden, so daß nur der Entladestrom vom Kondensator abfließt.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Impulsgenerators sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Impulsgenerators werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein SchaltDild eines bekannten Inipulsgenerators,

F i g. 2 eine Signalform am Ausgang des Impulsgenerators nach Fig. I.

Fig.3A und 3B Diagramme zur Erläuterung der Verzögerung, wie sie durch die Minoritätsträger-Sammlungszeit verursacht wird, wobei F i g. 3A die Eingangssignalform zu dem Transistor und Fig.3B eine Signalform des Kollektorstroms durch den Transistor darstellen,

Fig.4 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Impulsgenerators,

Fig. 5 eine Signalform des Ausgangssignals der Schaltung nach F i g. 4,

F i g. 6 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Impulsgenerators,

F i g. 7 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Impulsgenerators,

Fig.8 eine Signalform des Ausgangssignals der Schaltung gemäß F i g. 7,

F i g. 9 ein Schaltbild einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Impulsgenerators,

F i g. 10A bis IOD Signalformen der Ausgangssignale der Schaltung gemäß F i g. 9,

Fig. 11 ein Schaltbild einer fünften Aus^f0hrungsforni eines erfindungsgemäßen Impulsgenerators und

Fig. 12A bis 12C Signalformen der Ausgangssignale der Schaltung gemäß F i g. 11.

In Fi jr 4 stellen Transistoren ζ>10 und QW einen Differentialverstärker dar, wobei eine aus einem Transistor Q 12 und eine Diode D 3 bestehende erste Stromspiegelschaltung und eine aus einem Transistor Q13 und der Diode D 3 bestehende zweite Stromspiegelschaltung mit dem Kollektor des Transistors Q10 verbunden sind. Am Kollektor des anderen Transistors QW der Differentialverstärkerschaltung ist eine aus einem Transistor Q 14 und einer Diode D 4 bestehende dritte Stromspiegelschaltung angeschlossen. Eine aus einer Diode D5 und einem Transistor Q15 bestehende vierte Stromspiegelschaltung ist mit den Kollektoren der Transistoren Q13 und Q14 gekoppelt. Ein Widerstand R 1, an dem durch den Kollektoritrori: des Transistors Q 12 eine Spannung entwickelt wird, ist mit der Basis des Transistors Q10 der Differentialverstärkt.schaltung verbunden, während ein gemeinsamer Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren Q13 und Q 15 an der Basis des anderen Transistors Q 11 liegt. Ein Kondensator Cl ist zwischen den gemeinsamen Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren Q 13 und Q 15 und Masse geschaltet.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung sei angenommen, daß der Transistor Q 10 der Differentialverstärkerschaltung leitend und der andere Transistor QW dieser Schaltung gesperrt ist. In diesem Zustand sind die erste die Diode D 3 und den Transistor <? 12 umfassende Stromspiegelschaltung und die zweite die Diode 93 und den Transistor ζ) 13 umfassende Stromspiegelschaltung aktiviert und es fließt ein Strom ;'i durch die entsprechenden Kollektoren der Transistoren der ersten und zweiten Stromspiegelschaltung, der identisch ist mit dem Strom der Konstantstromquelle /|. Die Transistoren Q 14 und Q 15, die der dritten bzw. vierten Stromspiegelschaltung zugeordnet sind, befinden sich im Sperrrustand. Somit liegt eine durch R I mal /1 definierte Spannung an der Basis des Transistors Q 10, die die Umkehrschwellenwertspannung darstellt. Ein Strom /ι, der identisch mit dem Strom der Konstantstromquelle /ι ist, fließt somit durch den Transistor Q 13 und dann zu dem Kondensator Cl, wodurch dieser geladen wird. Die Spannung über dem Kondensator C 1 wird an die Basis des anderen Transistors QW der Differential verstärkerschal tu ng gelegt.

Wenn die Ladespannung des Kondensators C I die Umkehrschwellenwertspannung an der Basis des Transistors Q 10 überschreitet, dann wird der Zustand der Differentialverstärkerschaltung umgekehrt, wodurch der Transistor Q IO gesperrt und der Transistor QW leitend wird. Hierdurch werden die Transistoren Q\2 und Q 13 der ersten bzw. zweiten Stromspiegelschaltung in den Sperrzustand und die Transistoren O 14 bzw. Q 15 der dritten bzw. vierten Stromspiegelschaltung in den leitenden Zustand geschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt der Strom /Ί der Konstantsl. omquelle Λ durch den Transistor Q 14 und somit fließt auch der Strom λ durch den Transistor Q 15. Dies bedeutet, daß der Strom i\ als ein Entladestrom vom Kondensator Cl in den Transistor Q 15 fließt. Wenn der Transistor <?12 sich in dem Sperrzustand befindet, dann ist die Βϊϊ5!55^ηϊ*ππυπ^σ des Transistors ^ !0 nuü, was die Rücksiellschwellenwertspannung der Differentialverstärkerschaltung darstellt. Insbesondere besitzt somit die Differentialverstärkerschaltung eine Hystereseeigenschaft, wodurch die Umkehr- und Rücksetzschwellenwertspannungen unterschiedlich sind. Während die Entladung des Kondensators Cl fortschreitet und die Basisspannung des Transistors QV. unterhalb die Rückstellschwellenwertspa.nnung fällt, schaltet der Transistor Q 11 in den nichtleitenden und der Transistor <? 10 in den leitenden Zustand. Auf diese Weise kehrt die Schaltung in den Anfangszustand zurück, in dem wiederum das Aufladen des Kondensators CI erfolgt.

Aus der vorangehend beschriebenen Arbeitsweise ergibt sich, daß eine Dreiecksausgangsspannung V.₍ an der nichtgeerdeten Klemme A des Kondensators CI auftritt, während eine Rechteckausgangsspannung V_B an der nichtgeerdeten Klemme des Widerstandes R 1 erscheint. Die Spitze-zu-Spitze-Werte beider Ausgangsspannungen sind gleich, wie dies in den F i g. 5A und 5B veranschaulicht ist.

Fig.6 zeigt ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Impulsgenerators. Das Anlegen des Basispotentials des Transistors Q10, der Teil der Differentialverstärkerschaltung ist. erfolgt über dessen im Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände R 2 und R 3 geteilten Kollektorpotential. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich die Hystereseeigenschaft für die Differentialverstärkerschaltung dadurch, daß das Basispotential des Transistors Q10 während des leitenden bzw. gesperrten Zustandes des Transistors Q 10 unterschiedlich ist. Die Arbeitsweise dies~r Schaltung ist sonst gleich derjenigen der Schaltung gemäß F i g. 4.

Wenn der Verstärkungsfaktor der Differentialverstärkerschaltung klein ist, dann kann bei den impulsgeneratoren gemäß den F i g. 4 und 6 eine Schaltungsanordnung verwendet werden, bei der die Differentialverstärkerschaltung aus zwei in kaskadegeschalteten Schaltungsstufen besteht. Wird an den Kondensator als Last eine Schaltung mit hoher Impedanz angekoppelt, dann ergibt sich kein Problem, wenn eine Pufferschaltung zwischen die Basis des Transistors QW und den Kondensator CX eingefügt wird, um die Linearität der Dreiecksausgangsspannung V_A zu verbessern.

Auch erhöhen sich bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen bei Erhöhung des Stromes i\ der Konstantstromquelle /i die Spitzenspannungswerte bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4. Bei dem gleichen Ausführungsbeispiel kann die Schwingungsfrequenz durch Einsatz eines Konstantspannungselements, etwa einer Zenerdiode anstelle der Widerstände R 1 oder R 3, abhängig von den Stromiinderungen der Konstantstromquelle /ι veränderbar gemacht werden, so daß diese Schaltung als VCO-Schaltung, also als spannungsgesteuerter Impulsgenerator verwendet werden kann. > Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 verändert sich die Frequenz und der Spitzenausgangswert, abhängig von Stromänderungen der Konstantstromquelle l\.

F i g. 7 zeigt ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels eines Impulsgenerators gemäß der Erfindung.

ίο Dieses dritte Ausführungsbeispiel stellt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 4 dar. bei der eine einen Transistor Q 16 und eine Diode D 5 umfassende fünfte Stromspiegelschaltung in die Schaltungsanordnung des ersten Ausführungsbeispiels unter Ankopplung an die Basis des Transistors ζ) 10 hinzugefügt wird. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel sich der Transistor O 14 in leitendem Zustand befindet und der Strom /Ί durch den Transistor Q 16 fließt, dann wird das Basispotential des Transistors QlO-R₁ ■ l\.

.Ό Dieses Potential wird als Rückstellschwellenwertspannung der Differentialverstärkerschaltung eingestellt, so daß die oberen und unteren Spitzenwerte sowohl der Dreiecksausgangsspannung als auch der Rechteckausgangsspannung an den Klemmen A bzw. B +1\ ■ R₁ bzw. -I₁-Rt sind, wie dies F i g. 8 zeigt.

Ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Impulsgenerators sei nun unter Bezugnahme auf die Fig.9 und 10 beschrieben. Fig.9 zeigt die Dioden D 13 und D14 sowie Transistoren Q20 und Q21, die

ω eine Stromspiegelschaltung darstellen, deren Anordnung gleich derjenigen gemäß Fig. 1 ist, mit der Ausnahme, daß die Arbeitsweise dieser Stromspiegelschaltung gesteuert wird durch die an einem Widerstand R 11 entwickelte Spannung, wobei der Widerstand R 11

)5 in Reihe mit der Stromspiegelschaltung gelegt ist. Steigt nun die Spannung an dem Widerstand R Il über einen vorbestimmten Wert, dann werden sowohl der Transistor Q 20 als auch der Transistor <?21 gesperrt und der Strom Z₁₁ von einer Konstantstromquelle Iw fließt durch einen Kondensator CIl durch die Diode D14. um diesen Kondensator C11 zu laden. Wenn umgekehrt die Spannung am Widerstand R 11 unter den vorbestimmten Wert fällt, dann werden die beiden Transistoren Q20 und Q2\ leitend und der Strom in von der Konstantstromquelle /u fließt durch den Transistor C? 20. Somit bildet der Strom Z_n. der identisch ist mit dem Strom von der Konstantstromquelle /n einen Entladestrom von dem Kondensator CIl zum Transistor Q 21. Der Widerstandswert des Widerstands ,? 11 wird derart bestimmt, daß die Spannung Vcc (das ist die Spannung zwischen Kollektor und Emitter) des Transistors Q 21 auf einen Wert bemessen wird, der doppelt so groß ist. als der Schwellenwertpegel Vf der Diode D14. Somit wird die Diode D 14 gesperrt und die Ladungszufuhr zum Kondensator C11 blockiert.

Eine Diode D 15 und ein Transistor Q 22 stellen eine erste Stromspiegelschaltung und die Diode D 15 und ein Transistor ζ) 23 eine zweite Stromspiegelschaltung dar. Die beiden Stromspiegelschaltungen arbeiten abhängig von dem Leitungszustand eines Transistors Q25, der zusammen mit einem Transistor Q 24 eine Differentialverstärkerschaltung darstellt. Ein Strom identisch mit dem Strom /i? einer Konstantstromquelle /12 der Differentialverstärkerschaltung fließt durch die Kollektoren der Transistoren Q 22 und Q 23. Spannungen Λ2 · Au und /12 - R\\ entwickeln sich über den Widerständen R 13 bzw. R 11, wobei letztere Spannung derart eingestellt wird, daß sie die Transistoren C? 20 und Q2i

sperrt.

Bei der vorstehend beschriebenen Differentialverstärkerschaltung w^;rd der Transistor Q 25 abhängig von dem Leiuings/ustnnd des Transistors ζ) 24 gesperrt, an dessen Basis die Spannung des Kondensators Cl 5 angelegt wird, wodurch der Transistor Q23 der Stromspiegelschaltung gesperrt wird. Somit ist das Basispotential des Transistors (?25. der in den gesperrten Zustand versetzt wird, im wesentlichen Null. Dies bedeutet, daß sich eine Hystereseeigenschaft aufgrund dieses Basispotentials des Transistors ζ) 25 ergibt, der als ein Bezugselement im Betrieb wirkt.

Die Arbeitsweise der in Fig. 9 gezeigten Schaltung sei nun ι-rläutert. Es wird angenommen, daß der Transistor ζ) 24 sperrt, der andere Transistor C* 25 der Differentialverstärkerschaltung leitend ist, und der Strom /|2 von der Konstantstromquelle /ι: durch den Kollektor des letzteren Transistors fließt. Somit fließt der Strom in auch durch die Transistoren Q 22 und Q 23 der entsprechenden Stromspiegelschaltungen und die Umkehrschwellenwertspannung VV, der Differentialverstärkerschaltung ist /υ · /?ij. Über dem Widerstand RW wird ferner eine Spannung in · Rw erzeugt, wodurch die Transistoren (?20 und ζ) 21 gesperrt werden.

Somit fließt der Strom i\ 1 von der Konstantstromquelle /11 zum Kondensator CIl durch die Diode D14, wodurch der Kondensator geladen wird. Steigt die Spannung am Kondensator C11 über das Basispotential (7ii ■ R ) des Transistors Q 25 als Ergebnis des Ladevorgangs des Kondensators CIl, dann wird der Transistor ζ) 24 leitend und der Transistor ζ) 25 gesperrt, während beide Transistoren Q22 und ζ)23 gesperrt werden und der Strom ;,₂ nicht durch die Widerstände RW und/? 13 fließt.

Hieraus ergibt sich, daß das Basispotential des Transistors (?25 nahezu Null ist, was der Rückstellschwcllenwertspannung V₁ _>der Differentialverstärkerschaltung entspricht. Die die Transistoren Q 20 und ζ) 21 aufweisende Stromspiegelschaltung beginnt nun *o zu arbeiten, so daß der Strom /Ί1 der Konstantstromquelle Αι durch den Transistor Q20 fließt; der gleiche Entladungsstrom /n fließt auch von dem Kondensator CIl durch den Transistor ζ)21. Somit erniedrigt sich allmählich die Spannung über dem Kondensator CIl. Die Spannung 2/_u · R_u entwickelt sich über dem Widerstand R_tl. Fällt die Spannung am Kondensator CU unter die Rückstellschwellenwertspannung, dann wird der Transistor Q 24 gesperrt, während der Transistor Q25 leitend wird. Somit kehrt die Schaltung in den Anfangszustand zurück und der gleiche Vorgang wiederholt sich.

Die Fig. IOA bis IOD zeigen entsprechende Signalformen für die Dreiecksausgangsspannung V* an der Klemme A, die Rechtecksausgangsspannung V« an 5* Kiemme B. die Schweüenwertspannung Vc am Punkt E und die Vorspannung V_G am Punkt G.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig.9 ändert sich bei konstantem Kapazitätswert des Kondensators CIl die Frequenz der Dreiecksausgangsspannung VU und der Rechtecksausgangsspannung Vb proportional zum Wert des Stromes ;"u der Konstantstromquelle Iw-Wird somit der Strom der Konstantstromquelle 'w unter Steuerung der Spannung variiert, ergibt sich ein spannungsgesteuerter Oszillator.

Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es außerdem möglich, durch Anwendung einer Zenerdiode anstelle des Widerstandes R 13 die Hystereseeigenschaft der Differentialverstärkerschaltiing hervorzurufen.

Ein Impulsgenerator gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die F i g. 11 und 12 beschrieben.

Fig. 11 zeigt Transistoren ζ)30 und ζ>31 und eine Konstantstromquelle /_>i, die eine Differentialverstärkerschaltung darstellen, bei der die Spannung über dem Kondensator C21 an die Basis des Transistors ζ) 31 angelegt wird, während an der Basis des anderen Transistors Q 30 die Kollektorspannung des Transistors (?31 durch die Widerstände R2\ und R22 geteilt anliegt. Wird somit die Differentialverstärkerschaltung derart verwendet, daß die Basis des Transistors Q 31 ein Steuerpunkt ist, während die Basis des anderen Transistors Q 30 als Schwellenwertspannungs-Einstellpunkt dient, dann ändert sich die Schwellenwertspannung der Differentialverstärkerschaltung gemäß dem Zustand des Transistors ζ) 31. Somit ergibt sich eine Hystereseeigenschaft der Differentialverstärkerschaltung bei deren Umkehrung und Rückstellung.

Eine Diode D 23 und ein Transistor ζ)32 stellen eine erste Stromspiegelschaltung dar. die arbeitet, wenn der Transistor (?31 leitend ist. Eine Diode D 24 und ein Transistor ζ) 34 bilden eine zweite Stromspiegelschaltung, die arbeitet, wenn die erste Stromspiegelschaltung aktiviert ist. Der vom Kondensator C21 fließende Entladungsstrom wird durch die zweite Stromspiegelschaltung aufgenommen. Eine Diode D 25 und ein Transistor D 33 stellen eine dritte Stromspiegelschaltung dar, die immer im Betrieb ist. Ein Strom, der identisch ist, mit dem Strom /22 einer Konstantstromquelle /22. fließt durch den Transistor Q33. Zwischen dem Strom /21 und /22 der Konstantstromquellen /21 bzw. /22 wird eine Beziehung /21=2/22 aufrechterhalten. Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung sei nun beschrieben. Leitet der Transistor ζ) 30 und ist der andere Transistor ζ) 31 der Differentialverstärkerschaltung gesperrt, dann befindet sich die Umkehrschwellenwertspannung V₄, der Differentialverstärkerschaltung auf einem hohen Wert. Da der Transistor (?31 gesperrt ist. sind auch die Transistoren ζ) 32 und ζ>34 der ersten bzw. zweiten Stromspiegelschaltung gesperrt. Somit fließt in diesem Falle ein mit dem Strom der Konstantstromquelle /22 identischer Strom durch den Kondensator C21 von dem Transistor (?33, der die dritte Stromspiegelschaltung bildet (der Basisstrom des Transistors (?31 ist vernachlässigbar).

Übersteigt die Ladespannung des Kondensators C21 die Umkehrschwellenwertspannung V_f;, dann wird die Difkrentialverstärkerschaltung umgeschaltet, was bewirkt, daß der Transistor ζ) 31 leitend und der Transistor Q30 gesperrt wird. Somit nimmt die Rückstellschwellenwertspannung V_{f :} der Differentialverstärkerschaltung einen niedrigeren Wert an. Außerdem werden die Transistoren ζ) 32 und ζ) 34 der ersten bzw. zweiten Stromspiegelschaltung leitend und es fließt ein mit dem Strom der Konstantstromquelle /21 der Differentialverstärkerschaltung identischer Strom durch sie. Da die Beziehung /2i=2/V> aufrechterhalten wird, nimmt der Transistor QM vom Transistor Q33 den Strom /22 auf, während der gleiche Strom vom Kondensator C21 abgenommen wird.

Somit fließt ein Strom in, der gleich dem Ladestrom ist, ais Entiadestrom von dem Kondensator C2i, so daß die Spannung über diesen Kondensator C21 absinkt. Fällt die Spannung unter die Rückstellschwellenwertspannung VtJ der Differentialsverstärkerschaltung,

dann wird diese zurückgestellt, wodurch der Transistor Q3\ gesperrt und der Transistor Q 30 leitend geschaltet wird.

Gemäß der zuvor beschriebenen Arbeitsweise kehrt die Schaltung in den Anfangszustand zurück und der Strom in fließt -wiederum zur Aufladung des Kondensators C21. Der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt sich und es ergibt sich ein ureieckausgangssignal Ki an der nicht geerdeten Klemme A des Kondensators C21, während die Rechteckausgangsspannung B an der Klemme B des Kollektors des Transistors ζ) 31 vorhanden ist. Die Signalform der Ausgangsspannung V,\ ist in der Fig. 12A, die Signalform der Ausgangspannung V_n in Fig. 12B und die

10

Basisspannung des Transistors Q 30 (entsprechend der Schwellenwertspannung der Differentialverstärkerschaltung) in F i g. 12C dargestellt.

Die Frequenzen der Ausgangsspannungen V., und V_B sind proportional zur Höhe des Stromes /22. welcher zum bzw. vom Kondensator C2i wegfließt. Werden somit die Konstantstromquellen i₂\ und /22 unter Aufrechterhalten der Beziehung /21=2/22 gesteuert, dann können die Schwingungsfrequenz und die Spitzenausgangswerte variiert werden. Werden deshalb die Konstantstromquellen /21 und /22 so aufgebaut, daß sie durch Eingangssteuerspannungen gesteuert werden, dann ergibt sich ein spannungsgesteuerter Impulsgenerator.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Impulsgenerator mit einem von einer Konstantstromquelle gespeisten Differentialverstärker und mit einer ersten Stromspiegelschaltung, die. abhängig vom Zustand des Differentialverstärkers aktivierbar, die Auf- und Entladung eines Kondensators steuert, dessen Ladestrom von einer Konstantstromquelle geliefert wird, wobei Lade- und Entladestrom gleich groß sind, und welche Stromspiegelschaltung dem Differentialverstärker durch Verändern 5°iner Ansprechschwellenwertspannung Hystereseeigenschaft verleiht, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle zum Liefern des Kondensatorladestroms eine gleichfalls abhängig vom Zustand des Differentialverstärkers (Q 10, QU) aktivierbare zweite Stromspiegelschaltung (D 3, <? 13) ist.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (Cl) mit einem der beiden Steuereingänge des Differentialverstärkers (Q 10, Q U) verbunden ist.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal an dem einen oder anderen der beiden Steuereingänge des Differentialverstärkers (QlO. QU) abgenommen wird.

4. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialv^rstärker zwei Transistoren (Q 10, QU) aufweist, deren ,Basen d:". Steuereingänge sind und deren Hauptstrerken gemeinsam mit der Konstantstromquelle (11) verbinden sind.

5. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromspiegelschaltungen je einen Transistor (Q 12 bzw. Q13) aufweisen, deren Basen miteinander verbunden sind, deren Hauptstrecken einerseits an je einem der beiden Steuereingänge des Differentialverstärkers (Q \0. QU) liegen und andererseits miteinander und mit einer Diode (DZ) verbunden sind, welche an den Basenverbindungspunkt angeschlossen ist.

6. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromspiegelschaltung eine zwischen Speisespannung und dem einen Steuereingang des Differentialverstärkers (QlO, QU) liegende Reihenschaltung aus einer Diode (D 3) und zwei Widerständen (R 2, R 4) sowie einen Transistor (Q 13) aufweist, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt zwischen der Diode (D3) und dem einen Widerstand (R 4) und dessen Hauptstrecke zwischen Speisespannung und dem anderen Eingang des Differentialverstärkers (Q \0, QU) liegt, wobei der eine Ausgang des Differentialverstärkers (Q 10, Q U) mit dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände (R 2, R 4) verbunden ist.

7. Impulsgenerator nach einem der vorhergehen= den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Speisespannung und die Stromspiegelschaltungen (Q20, <?21, D 13. D 14) eine weitere Konstantstromquelle (I11) geschaltet ist.

8. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Stromspiegelschaltung zwei Transistoren (ζ> 14, Q 15) aufweist, deren Basis-Emittersfccken über je eine Diode (D 4, D 5) überbrückt sind, deren Emitter an der einen bzw. anderen Klemme der Speisespannung liegen, wobei die Basis des einen Transistors (Q i4) mit dem anderen Ausgang der Differentialverstärkerschaltung (Q 10, Q 11) und der Kollektor des anderen Transistors (Q 15) mit dem anderen der beiden Steuereingänge der Differentialverstärkerschaltung (Q 10, Q11) verbunden ist.

9. Impulsgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Stromspiegelschaltung einen Transistor (Q \S) und eine Diode (D 5) aufweist und an den einen der beiden Steuereingänge des Differentialverstärkers (Q 10, QU) angeschlossen ist-

10. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfrequenz durch Veränderung des Stromes der Konstantstromquelle veränderbar ist

11. Verwendung eines Impulsgenerators nach Anspruch 10 als spannungsgesteuerter Oszillator.