DE3505308A1

DE3505308A1 - Monostabiler multivibrator

Info

Publication number: DE3505308A1
Application number: DE19853505308
Authority: DE
Inventors: Shuichiro Yokohama Maruta
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3505308C2; US4667118A; JPS60187120A

Description

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FDCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-INQ. K. GDRQ

D1PL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

KABUSHIKI KASIHA TOSHIBA Kawasaki-Shi / JAPAN

Monostabiler Multivibrator

Die Erfindung betrifft einen monostabilen Multivibrator aus bipolaren Transistoren.

Monostabile MuIt!vibratoren umfassen solche vom linearen f" Schaltungstyp mit bipolaren Transistoren und solche vom « digitalen Schaltungstyp mit MOSFETs (Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistoren) . Lineare Schaltungstyp-Multivibratoren sind generell für eine Motorsteuerschaltung verwendet worden.

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Ein konventioneller monostabiler Multivibrator vom linearen Schaltungstyp ist in Fig. 1 gezeigt. In Fig. 1 bilden ein PNP-Multikollektortransistor Q1 und ein NPN-Transistor Q2 einen Thyristor 1. Das Bezugszeichen 2 betrifft eine Vorspannungsschaltung oder einen Spannungsteiler zur Lieferung einer Referenzvorspannung Vr für die Basis des Transistors Q1. Die Vorspannungsschaltung 2 umfaßt Widerstände R1 und R2, die seriell zwischen einem Vcc-Leistungsquellenpotential (positives Potential) und einem Vee-Leistungsquellenpotential (Masse) angeordnet sind. Die Verbindung der Widerstände R1 und R2 ist mit der Basis des

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Transistors Q1 und dem Kollektor des Transistors Q2 verbunden. Eine Zeitkonstantenschaltung 3 umfaßt einen Widerstand R und einen Kondensator C, die in Serie zwischen den Vcc- und Vee-Leistungsquellenpotentialen angeordnet ist. Die Verbindung des Widerstandes R und des Kondensators C ist mit dem Emitter des Transistors Q1 verbunden. Ein NPN-Transistor Q3 ist zur Aufnahme eines Setzsignales vorgesehen. Die Basis des Transistors Q3 ist mit einem Setzeingangsanschluß 4 verbunden und wird mit einem Setzsignal versorgt. Der Emitter des Transistors Q3 ist mit dem Vee-Leistungsquellenpotential verbunden. Der Kollektor des Transistors Q3 ist mit der Basis des Transistors Q2 und einem der Multikollektoren des Transistors Q1 verbunden. Ein NPN-Transistor Q4 wird als ein Ausgangspuffer verwendet. Der Emitter des Transistors Q4 ist mit dem Vee-Leistungsquellenpotential verbunden. Der Kollektor des Transistors Q4 ist mit einem Ausgangsanschluß 5 der gesamten Vibratorschaltung verbunden. Der Kollektor des Transistors Q4 ist auch mit dem Vcc-Leistungsquellenpotential über einen Lastwiderstand R_ verbunden. Die Basis des Transistors Q4 ist mit einem anderen Kollektor des Transistors Q1 verbunden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des bekannten Multivibrators nach Fig. 1 beschrieben. Im normalen Zustand befindet sich der Thyristor 1 im EIN-Zustand. Es wird nun angenommen, daß der Thyristor sich im EIN-Zustand befindet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Transistor Q4 als Ausgangspuffer im EIN-Zustand. Die Ausgangsspannung Vaus des Multivibratorausgangsanschlusses 5 befindet sich auf Niedrigpegel (im wesentlichen Massepotential). Es wird auch angenommen, daß ein Hochpegel-(Vcc-Potential)-Setztriggersignal Si (Fig. 2A) dem Setzeingangsanschluß

eingegeben bzw. zugeführt wird. Wenn das Triggersignal an den Anschluß 4 geliefert wird, wird der Transistor Q3 augenblicklich in den Zustand EIN überführt, um den Transistor Q2 in den AUS-Zustand zu bringen. Daher wird der Thyristor 1 in den AUS-Zustand gebracht. Somit ist der Transistor Q4 AUS geschaltet, während die Ausgangsspannung Vaus (Fig. 2C) auf einen Hochpegel gewechselt ist. Wenn der Thyristor in den AUS-Zustand überführt ist, beginnt ein elektrischer Strom über die Zeitkonstantenschaltung 3 zu fließen und den Kondensator C aufzuladen. Wenn eine vorgegebene Zeitspanne TO verstrichen ist beginnend vom Zeitpunkt, wenn ein elektrischer Strom durch die Zeitkonstantenschaltung 3 zu fließen begann und wenn die Kondensatorspannung Vc (Fig. 2B) am Kondensator C die Summe der Vorspannung Vr und die Emitterbasisspannung VbeQ1 des Transistors Q1 übersteigt, kehrt der Thyristor "f 1 in den EIN-Zustand zurück, während die Ausgangsspannung Vaus auf den Niedrigpegel zurückkehrt.

Wie aus dem vorhergehenden klar ersichtlich ist, ist die Impulsbreite der Ausgangsspannung Vaus gleich der Zeitperiode TO. Die Zeit TO wird bestimmt durch die Referenzvorspannung Vr, eine Basisemitterspannung VbeQ1 des Transistors Q1 und durch die Zeitkonstante, die durch die Kapazität des Kondensators C und den Widerstandswert des Widerstandes R der Zeitkonstantenschaltung 3 bestimmt ist. Jedoch weist die Emitterbasisspannung VbeQ1 des Transistors Q1 im allgemeinen eine Temperaturabhängigkeitscharakteristik von -2mV/°C auf, was bekannt ist. Daher weist die Zeit TO, welche von der Emitterbasisspannung VbeQ1 abhängig ist, ebenfalls eine Tempesraturabhängigkeitscharakteristik auf. Wenn z.B. der Transistor Q1 eine Temperaturabhängigkeitschar akter istik von -2mV/°C aufweist und das Lei-

stungsquellenpotential Vcc 5V ist, ändert sich die Kondensatorspannung Vc um 5mV bei einer Temperaturänderung von 2,5⁰C. Diese Temperaturänderung beträgt 0,1% von 5V (Leistungsquellenpotential Vcc). Wenn daher der monostabile Multivibrator in eine Motorsteuerschaltung einbezogen ist und zwar in einer bandgetriebenen (band held) Bandaufzeichnungsvorrichtung, weist die Motorsteuerschaltung auch eine Temperaturabhängigkeitscharakteristik auf. Dieses verringert die "waw"-Charakteristik der Motorsteuerschaltung.

Die Erfindung baut auf den oben genannten Grundlagen auf. Ihre Aufgabe ist es einen monostabilen Multivibrator zu schaffen, dessen Ausgangsspannungsimpuls unabhängig von der Temperatur ist.

Gemäß der Erfindung ist ein monostabiler Multivibrator vorgesehen, der folgende Merkmale aufweist:

Eine Spannungsteilereinrichtung zum Teilen einer Spannung, die durch ein erstes und zweites Potential definiert ist, um ein Referenzpotential zu erzeugen, eine Zeitkonstantenschaltungseinrichtung, an die diese Spannung angelegt wird, eine Vergleichsschaltungseinrichtung zum Vergleichen eines Referenzpotentials der Spannungsteilereinrichtung und eines Ausgangspotentials der Zeitkonstantenschaltungseinrichtung, eine Rücksetzsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Rücksetzeingangssignales in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Komparator- der Vergleichsschaltungseinrichtung, ein Setzeingangsanschluß, an dem ein Setzeingangssignal angelegt wird, eine Kipp- oder Verriegelungsschaltungseinrichtung, an die ein Rücksetzeingangssignal der Rücksetzsignalerzeugungseinrichtung und ein

Setzeingangssignal des Setzeingangsanschlusses angelegt werden, um Setz- und Rücksetzausgangssignale zu erzeugen und eine Schalteinrichtung, die in Abhängigkeit von einem der Ausgangssignale der Kippschaltungseinrichtung eingeschaltet wird, um eine Ladung, die in der Zeitkonstantenschal tungseinrichtung gespeichert ist, zu entladen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Schaltung eines konventionellen monostabilen Multivibrators,

Fig. 2A bis 2C Zeitverläufe von Wellenformen von

Signalen an entsprechenden Punkten der Schaltung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Schaltung eines monostabilen Multivibrators gemäß einem Ausführungsbeispiel

der Erfindung,

Fig. 4A bis 4E Zeitverläufe von Wellenformen von Signalen an entsprechenden Punkten der Schaltung nach Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Schaltung eines monostabilen Multivibrators gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 6A bis 6E Zeitverläufe von Wellenformen von

Signalen an entsprechenden Punkten der Schaltung nach Fig. 5, und

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Fig. 7, 8 und 9 jeweils eine schematische Schaltung eines monostabilen Multivibrators nach anderen Ausführungsformen der Erfindung.

Im folgenden wird nun ein monostabiler Multivibrator nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 3 und 4A bis 4E beschrieben.

In der Schaltung gemäß Fig. 3 umfaßt eine Flip-Flop-Schaltung 30 NPN-Transistoren Q1, Q2, Q3 und Q4 sowie Widerstände 33 und 34. Der Kollektor des Transistors Q1 ist mit der Basis des Transistors Q2 über einen Widerstand 31 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Kollektor des Transistors Q2 mit der Basis des Transistors Q1 über einen Widerstand 32 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q1 und Q2 sind miteinander verbunden und ebenso mit einem Niedrigleistungsquellenpotential Vee, z.B. Massepotential. Ein Anschluß des Widerstandes 33 ist mit dem Kollektor des Transistors Q1 verbunden, während der andere Anschluß des Widerstandes 33 mit einem Hochleistungsquellenpotential Vcc über eine Stromquelle IS1 verbunden ist. Der Widerstand 33 ist ein Lastwiderstand für den Kollektor des Transistors Q1. Ein Anschluß des Widerstandes 34 ist mit dem Kollektor des Transistors Q2 verbunden, während der andere Anschluß des Widerstandes 34 mit dem Hochleistungsquellenpotential Vcc über die Stromquelle IS1 verbunden ist. Der Widerstand 34 ist ein Lastwiderstand für den Kollektor des Transistors Q2. Der Transistor Q3 ist zur Aufnahme eines Setzsignales vorgesehen. Der Kanal des Transistors Q3 ist mit dem Kanal des Transistors Q1 parallel verbunden. Insbesondere sind der Kollektor und der Emitter des Transistors Q3 mit dem Kollektor und Emitter des Transistors Q1 jeweils verbunden. Die Basis des Transistors Q3 ist mit

einem Setzeingangsanschluß 35 verbunden. Der Setzeingangsanschluß 35 wird durch ein Setzeingangssignal versorgt. Der Transistor Q4 dient zur Aufnahme eines Rücksetzeingangssignales. Der Kanal des Transistors Q4 ist mit dem Kanal des Transistors Q2 parallel verbunden, insbesondere sind der Kollektor und der Emitter des Transistors Q4 mit dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q2 jeweils vebunden. Die Basis des Transistors Q4 ist mit einem Rücksetzeingangsanschluß 36 verbunden. Der Rücksetzeingangsanschluß 36 wird durch ein Rücksetzeingangssignal versorgt.

Eine Komparatorschaltung 37 umfaßt NPN-Transistoren Q5 und Q6 sowie eine Stromspiegelschaltung CM. Die Emitter der Transistoren Q5 und Q6 sind miteinander verbunden und ebenso mit dem Niedrigleistungsquellenpotential Vee über eine Stromquelle IS2. Die Transistoren Q5 und Q6 bilden eine Differenzschaltung. Die Stromspiegelschaltung CM umfaßt PNP-Transistoren Q7 und Q8. Die Basen der Transistoren Q7 und q8 sind miteinander verbunden. Die Emitter der Transistoren Q7 und Q8 sind gemeinsam mit einem Hochleistungsquellenpotential Vcc verbunden. Die Basis und der Kollektor des Transistors Q7 sind miteinander verbunden und ebenso mit dem Kollektor des Transistors Q5. Der Kollektor des Transistors Q8 ist mit dem Kollektor des Transistors Q6 verbunden. Eine Ausgangsspannung V1 der Komparatorschaltung 37 wird von dem Anschluß der Kollektoren der Transistoren Q6 und Q8 herausgenommen bzw. abgegriffen. Ein PNP-Transistor Q9 dient zur Erzeugung eines Rücksetzeingangssignales. Der Emitter und der Kollektor des Transistors Q9 sind mit dem Hochleistungsquellenpotential Vcc und dem Rücksetzeingangsanschluß 36 jeweils verbunden. Die Basis des Transistors Q9 ist mit dem Anschluß der Kollektoren der Transistoren Q6 und Q8 verbunden und wird mit

einer Ausgangsspannung V1 der Komparatorschaltung 37 beaufschlagt. Eine Spannungsteilerschaltung 38 bildet eine Referenzspannungserzeugungsschaltung zur Erzeugung einer Referenzspannung Vr. Die Spannungsteilerschaltung 38 um— faßt Widerstände R1 und R2, die in Serie geschaltet sind zwischen einem vorgegebenen Potential Vd und dem Niedrigleistungsquellenpotential Vee. Der Widerstand R1 ist auf der vorgegebenen Potentialseite Vd vorgesehen, während der Widerstand R2 auf der Niedrigleistungsquellenpotentialseite Vee vorgesehen ist. Die vorgegebene Spannung Vd ist ein höheres Potential als das Niedrigleistungsquellenpotential Vee. Die vorgegebene Spannung Vd kann ein höheres Potential aufweisen als das Hochleistungsquellenpotential Vcc. Eine Ausgangsspannung Vr der Spannungsteilerschaltung 38 wird von dem Anschluß der Widerstände R1 und R2 abgegriffen und nach außen geführt. Die Ausgangsspannung Vr kann ausgedrückt werden durch:

Vr = Vcc χ

^{R1 + R2}

Die Basis des Transistors Q5 ist mit dem Anschluß der Widerstände R1 und R2 verbunden und wird mit einer Ausgangsspannung Vr des Spannungsteilers 38 beaufschlagt.

5 Die Zeitkonstantenschaltung 39 umfaßt einen Widerstand R und einen Kondensator C, die in Serie zwischen der vorgegebenen Spannung Vd und dem niedrigeren Leistungsquellenpotential Vee geschaltet sind. Der Kondensator C ist mit der vorgegebenen Spannungsseite Vd verbunden. Der Widerstand R ist mit der Niedrigleistungsquellenpotentialseite verbunden.

Ein NPN-Transistor Q10 ist quer zum Kondensator C geschal-

tet. Das bedeutet, daß der Kollektor des Transistors Q10 mit dem Anschluß des Kondensators C verbunden ist, der auf der vorgegebenen Potentialseite Vd liegt. Der Emitter des Transistors Q10 ist mit dem Anschluß verbunden, der auf der niedrigeren Leistungsquellenpotentialseite Vee liegt. Die Basis des Transistors Q10 ist mit dem Kollektor des Transistors Q1 oder dem Rücksetzausgangsanschluß 40 der Flip-Flop-Schaltung 30 verbunden. Der Transistor Q10 wird als Rücksetzschalter für den Kondensator C verwendet.

Die Basis eines NPN-Transistors Q11 ist mit dem Rücksetzausgangsanschluß 40 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q11 ist mit dem Hochleistungsquellenpotential Vcc über einen Lastwiderstand R_ und ebenso mit einem Ausgangsanschluß 41 der gesamten Vibratorschaltung verbunden. Der Emitter des Transistors Q11 ist mit dem Niedrigleistungsquellenpotential Vee verbunden. Der Transistor Q11 wird als Ausgangspuffer verwendet.

Es wird nun die Wirkungsweise des in Fig. 3 gezeigten Multivibrators beschrieben in Verbindung mit den Fig. 4A bis 4E.

Im Normalzustand befindet sich der Rücksetzausgangsanschluß

40 der Flip-Flop-Schaltung 30 auf hohem Pegel. Es wird nun angenommen, daß die Flip-Flop-Schaltung 30 sich in einem normalen Zustand befindet. In diesem Zeitpunkt weisen der Rücksetzschalttransistor Q10 und der Ausgangspuffertransistör Q11 beide den EIN-Zustand auf. Da sich der Transistor Q11 im EIN-Zustand befindet, befindet sich die Ausgangsspannung Vaus (Fig. 4E) des Vibratorausgangsanschlusses

41 auf einem Niedrigpegel. Da auch der Transistor Q10 sich

im EIN-Zustand befindet, ist die Kondensatorspannung Vc (Fig. 4C) an der Verbindungsstelle des Widerstandes R und des Kondensators der Zeitkonstantenschaltung 39, welche an die Basis des Transistors Q6 der Komparatorschaltung 37 angelegt wird, niedriger als eine Referenzspannung Vr an der Anschlußstelle der Widerstände R1 und R2 der Teilerschaltung 38, welche an die Basis des Transistors Q5 der Komparatorschaltung 38 angelegt wird. Somit fließt ein elektrischer Strom durch die Stromspiegelschaltung CM. Die Ausgangsspannung V1 des Komparators 37 befindet sich auf hohem Pegel. Daher befindet sich der Transistor Q9 als ein Rücksetzsignalgenerator, dessen Basis mit der Spannung V1 beaufschlagt wird, in einem AUS-Zustand. Somit wird der Transistor Q4 als ein Rücksetzschalter ebenso in den AüS-Zustand überführt. In diesem Zustand wird nun angenommen, daß ein Setztriggersignal Si (Fig. 4A) mit einem hohen Pegel an den Setzeingangsanschluß 35 eingegeben wird. In diesem Zeitpunkt wird der Transistor Q3 augenblicklich in den EIN-Zustand überführt, um die Flip-Flop-Schaltung 30 zu setzen. Daher wird der Rücksetzausgangsanschluß 40 auf Niedrigpegel geändert und die Transistoren Q10 und Q11 werden beide in den AUS-Zustand überführt. Da der Transistor Q11 in den AUS-Zustand überführt ist, wird die Ausgangsspannung Vaus des Vibratorausgangsanschlusses 41 auf einen Hochpegel angehoben.

Da außerdem der Transistor Q10 in den AUS-Zustand überführt ist, beginnt ein elektrischer Strom durch die Zeitkonstantenschaltung 39 zur Aufladung des Kondensators C zu fließen.

Wenn eine vorgegebene Zeitperiode TO, die bestimmt ist durch die Referenzspannung Vr und die Zeitkonstante, definiert durch die Kapazität des Kondensators und durch den

Widerstandswert des Widerstandes R, von der Zeit aus verstrichen ist, in der ein elektrischer Strom zu fließen begann und wenn die Kondensatorspannung Vc die Referenzspannung Vr übersteigt, um die Komparatorausgangsspannung V1 auf einen Niedrigpegel zu ändern, beginnt ein elektrischer Strom im Transistor Q6 über die Emitterbasisstrecke des Transistors Q9 zu fließen. Daher wird der Transistor Q9 in den EIN-Zustand überführt. Desgleichen wird der Transistor Q4 ebenfalls in den EIN-Zustand gebracht. Daher wird die Flip-Flop-Schaltung 30 zurückgesetzt und das Potential des Rücksetzausgangsanschlusses 40 (Fig. 4b) wird auf einen Hochpegel geändert. Da der Rücksetzausgangsanschluß 40 auf einen Hochpegel geändert wird, wird der Transistor Q10 in den EIN-Zustand überführt, um den Kondensator C zu entladen. Somit kehrt die Komparatorausgangsspannung V1 auf einen Hochpegel zurück, um den Transistor Q9 in den AUS-Zustand zu bringen. Somit erzeugt der Transistor Q9 ein Rücksetzeingangssignal (Fig. 4D), um den Eingangsanschluß 36 zurück zu setzen. Daher wird auch der Transistor Q4 in den AUS-Zustand gebracht und der Rücksetzausgangsanschluß 40 wird auf einem hohen Pegel oder Rücksetzzustand (normaler Zustand) gehalten. Da auch der Rücksetzausgangsanschluß 40 auf einen hohen Pegelwert geändert wird, wird der Transistor Q11 als ein Ausgangspuffer in den EIN-Zustand gebracht und die Ausgangsspannung Vaus des Vibratorausgangsanschlusses 41 wird auf einen Niedrigpegel geändert.

In dem raonostabilen Multivibrator der zuvor beschriebenen Ausfuhrungsform sind die Flip-Flop-Schaltung oder Kippschaltung 30 und die Komparatorschaltung 37 getrennt. Daher bildet die Emitterbasisspannung eines beliebigen Transistors keine Kompenente, um die Impulsbreite der Ausgangs-

spannung Vaus zu definieren. Eine Impulsbreite der Ausgangsspannung Vaus des Vibratorausgangsanschlusses 41 ist gleich der Zeitperiode TO und wird durch die Referenzspannung Vr und die Zeitkonstante bestimmt, die durch die Kapazität des Kondensators C und den Widerstandswert des Widerstandes R definiert ist. Daher wird mit dem monostabilen Multivibrator der beschriebenen Art eine Ausgangsspannung einer Impulsbreite geliefert, die unabhängig von der Temperatur ist.

Auch in dem Multivibrator der obigen Ausführungsform ist eine Referenzspannung Vr durch den Spannungsteiler 38 gegeben, welcher die Widerstände umfaßt. Daher wird ein Spannungsteiler, der eine gute Temperaturcharakteristik aufweist, als Spannungsteiler 38 verwendet, so daß eine Referenzspannung Vr unabhängig von der Temperatur erhalten werden kann.

Auch beim Multivibrator der oben beschriebenen Art wird ein vorgegebenes Potential Vd gemeinsam mit der Zeitkonstantenschaltung 39 und der Referenzspannungsschaltung 38 verbunden, so daß die Schaltungen 38 und 39 unabhängig von jeglicher Änderung der Leistungsquellenspannung sein kann.

Fig. 5 zeigt eine schematische Schaltung eines monostabilen Multivibrators eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung. In dieser Schaltung gemäß Fig. 5 sind die Leitfähigkeitstypen aller Transistoren ersetzt verglichen mit denjenigen in der Schaltung des ersten Ausführungsbeispieles (Fig. 3).

Das bedeutet, daß PNP-Transistoren im Multivibrator der erstgenannten Ausführungsform ersetzt sind durch NPN-Tran-

sistoren in dem Multivibrator des zweiten Ausführungsbeispieles. NPN-Transistoren im Multivibrator des erstgenannten Ausführungsbeispieles sind ersetzt durch PNP-Transistoren im Multivibrator dieses Ausführungsbeispieles. Entsprechend dem Auswechseln bzw. Ersetzen dieser Transistoren sind ebenfalls die Polaritäten der Leistungsquellenpotentiale ersetzt. Das bedeutet, daß das Hochleistungsquellenpotential Vcc im Multivibrator des ersten Ausführungsbeispieles ersetzt ist durch das Niedrigleistungsquellenpotential Vee in dem Multivibrator dieses Ausführungsbeispieles. Das Niedrigleistungsquellenpotential Vee im Multivibrator des erstgenannten Ausführungsbeispieles ist ersetzt durch das Hochleistungsquellenpotential Vcc im Multivibrator dieses Ausführungsbeispieles. Die vorgegebene Spannung Vd in der Schaltung des ersten Ausführungsbeispieles ist ebenfalls ersetzt durch eine vorgegebene Spannung Vd¹ in der Schaltung dieses Ausführungsbeispieles. Die vorgebene Spannung Vd' ist ein niedrigeres Potential als das Hochleistungsquellenpotential Vcc. Die anderen 20. Teile sind im wesentlichen die gleichen bezüglich derjenigen der Schaltung des erstgenannten Multivibrators. Daher sind entsprechende Teile oder Komponenten durch entsprechende Bezugszeichen oder Kennungen bezeichnet und deren Beschreibung nicht wiederholt. Die Wirkung ist auch im wesentlichen die gleiche wie die in der Schaltung des erstgenannten Multivibrators. Die Beschreibung wird daher nicht wiederholt, wobei die Fig. 6A bis 6E die Zeitverläufe der Signalwellenformen an entsprechenden Teilen oder Bereichen im Multivibrator gemäß Fig. 5 zeigen. Die Zeitverlaufe von Fig. 6A bis 6E entsprechen den Zeitverläufen jeweils der Fig. 4A bis 4E.

Fig. 7 zeigt eine schematische Schaltung eines monostabilen

Multivibrators eines dritten Ausfühmingsbeispieles der Erfindung. In dieser Schaltung ist eine Thyristorschaltung 50 anstelle der Flip-Flop-Schaltung 30 gemäß dem ersten Multivibrator vorgesehen. Die Thyristorschaltung 50 umfaßt Widerstände R11, R12 und R13, einen PNP-Transistor Q21 und NPN-Transistoren Q22, Q23 und Q24. Die Transistoren Q21 und Q23 bilden einen Thyristor 61. Der Emitter des Transistors Q21 ist mit dem Hochleistungsquellenpotential Vcc über die Stromquelle IS1 verbunden.

Der Kollektor des Transistors Q21 ist mit dem Niedrigleistungsquellenpotential Vee über den Widerstand R13 und den Transistor Q14 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q22 ist mit der Basis des Transistors Q21 über den Widerstand R11 verbunden. Der Emitter des Transistors Q2 2 ist mit dem Niedrigleistungsquellenpotential Vee verbunden. Die Basis des Transistors Q22 ist mit dem Setzeingangsanschluß 35 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q2 3 ist mit der Basis des Transistors Q21 über den Widerstand Q12 verbunden. Der Emitter des Transistors Q23 ist mit dem Niedrigleistungsquellenpotential Vee verbunden. Die Basis des Transistors Q23 ist an die Basis der Transistoren Q10 und Q11 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Q24 ist mit dem Kollektor des Transistors Q21 über den Widerstand R13 verbunden und ist darüber hinaus mit den Basen der Transistoren Q10 und Q11 verbunden. Der Emitter des Transistors Q24 ist mit dem Niedrigleistungsquellenpotential Vee verbunden. Die Basis des Transistors Q24 ist an den Rücksetzeingangsanschluß 36 angeschlossen. Andere Verbindungen sind im wesentlichen die gleichen wie die des erstgenannten Multivibrators. Daher sind entsprechende Teile oder Komponenten mit entsprechenden Bezugszeichen oder Kennungen bezeichnet und in der Beschreibung fortgelassen.

Die Wirkungsweise des Multivibrators gemäß Fig. 7 ist wie folgt.

Im Normalzustand befindet sich der Rücksetzausgangsanschluß 40 der Thyristorschaltung 50 auf einem hohen Niveau. Es wird nun angenommen, daß die Thyristorschaltung 50 sich im Normalzustand befindet. In diesem Zeitpunkt sind der Rücksetzschalttransistor Q10 und der Ausgangspuffertransistor Q11 beide im EIN-Zustand. Da sich der Transistor Q11 im EIN-Zustand befindet, befindet sich die AusgangsSpannung Vaus des Vibratorausgangsanschlusses 41 auf Niedrigniveau. Da auch der Transistor Q10 sich im EIN-Zustand befindet, ist die Kondensatorspannung Vc an der Verbindungsstelle des Widerstandes R und des Kondensators C der Zeitkonstantenschaltung 39, welche an die Basis des Transistors Q6 der Komparatorschaltung 37 angelegt ist, niedriger als die Referenzspannung Vr am Anschluß der Widerstände R1 und R2 der Teilerschaltung 38, welche an die Basis des Transistors Q5 der Komparatorschaltung 37 angelegt ist. Somit fließt ein elektrischer Strom durch die 'Stromspiegelschaltung CM. Die Ausgangsspannung V1 des Komparators 37 befindet sich auf einem Hochniveau oder -pegel. Daher befindet sich der Transistor Q9 als Rücksetzsignalgenerator, dessen Basis mit der Spannung V1 beaufschlagt ist, im AUS-Zustand und somit wird der Transistor Q4 als Rücksetzschalter ebenfalls in den AUS-Zustand überführt. In diesem Zustand wird nun angenommen, daß ein Setztriggersignal Si mit einem Hochpegel an den Setzeingangsanschluß 35 eingegeben wird. In diesem Zeitpunkt wird augenblicklich.der Transistor Q12 in den EIn-Zustand überführt, um die Thyristorschaltung 50 zu setzen. Daher wird der Rücksetzausgangsanschluß 40 pegelmäßig auf einen Niedrigpegel abgesenkt und die Transistoren Q10 und QI1 werden

beide in den AUS-Zustand überführt. Da der Transistor Q11 in den AUS-Zustand überführt ist, wird die Ausgangsspannung Vaus des Vibratorausgangsanschlusses 41 auf einen Hochpegel angehoben. Da außerdem der Transistor Q10 in den AUS-Zustand gebracht ist, beginnt ein elektrischer Strom über die Zeitkonstantenschaltung 39 zu fließen, um den Kondensator C aufzuladen.

Wenn eine vorgegebene Zeitperiode TO, die bestimmt ist durch die Referenzspannung Vr und die Zeitkonstante, die definiert ist durch die Kapazität des Kondensators C und den Widerstandswert des Widerstandes R, vergangen ist vom Zeitpunkt aus, wo ein elektrischer Strom zu fließen begann und die Kondensatorspannung Vc die Referenzspannung Vr übersteigt, um die Komparatorausgangsspannung V1 auf einen Niedrigpegel zu ändern, beginnt ein elektrischer Strom in den Transistor Q6 über den Emitter-Basisweg des Transistors Q9 zu fließen. Daher wird der Transistor Q9 in den EIN-Zustand überführt und somit ebenfalls der Transistor Q4 in den EIN-Zustand gebracht. Daher wird die Thyristorschaltung 50 zurückgesetzt und das Potential des Rücksetzausgangsanschlusses 40 auf einen Hochpegel geändert. Da der Rücksetzausgangsanschluß 40 auf einen Hochpegel geändert wird, wird der Transistor Q10 in den EIN-Zustand überführt, um den Kondensator C zu entladen. Somit wird die Komparatorausgangsspannung V1 auf einen Hochpegel zurückgebracht, um den Transistor Q9 in den AUS-Zustand zu überführen. Somit erzeugt der Transistor Q9 ein Rücksetzeingangssignal, um den Eingangsanschluß 36 zurück zu setzen. Daher wird auch der Transistor Q4 in den AUS-Zustand gebracht und der Rücksetzausgangsanschluß 40 wird auf einem Hochpegel gehalten oder in einem Rücksetzzustand (normaler Zustand). Da auch der Rücksetzausgangsanschluß 40 auf einen Hochpegel angehoben

wird, wird der Transistor Q11 als Ausgangspuffer in den EIN-Zustand gebracht und eine Ausgangsspannung Vaus des Vibratorausgangsanschlusses 41 auf einen Niedrigpegel geändert.
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In dem monostabilen Multivibrator des gerade beschriebenen Ausführungsbeispieles (Fig. 7) sind auch die Thyristorschaltung oder Kippschaltung 50 und die Komparatorschaltung 37 getrennt. Daher bildet die Emitterbasisspannung eines beliebigen Transistors keine Komponente, um die Impulsbreite der Ausgangsspannung Vaus zu definieren. Die Impulsbreite der Ausgangsspannung Vaus des Vibratorausgangsanschlusses 41 ist gleich der Zeitperiode TO und wird bestimmt durch die Referenzspannung Vr und die Zeitkonstante, die definiert ist durch die Kapazität des Kondensators C und den Widerstandswert des Widerstandes R. Daher wird eine Ausgangsspannung mit einer Impulsbreite geliefert, die unabhängig von der Temperatur ist.

Fig. 8 zeigt eine schematische Schaltung eines monostabilen Multivibrators eines vierten Ausführungsbeispieles nach der Erfindung. In dieser Schaltung ist die Basis des Transistors Q11 mit dem Setzausgangsanschluß 42 der Flip-Flop-Schaltung 30 verbunden. Die anderen Verbindungen sind im wesentlichen die gleichen wie die des erstgenannten Multivibrators. Daher sind entsprechende Teile oder Komponenten mit entsprechenden Bezugszeichen oder Kennungen versehen. Die Beschreibung ist daher weggelassen. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen die gleiche wie die der Schaltung des erstgenannten Multivibrators. Diese Beschreibung ist ebenfalls nicht wiederholt.

Fig. 9 zeigt eine schematische Schaltung eines monostabilen

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Multivibrators eines fünften Ausführungsbeispieles nach der Erfindung. In dieser Schaltung sind der Widerstand R1 des Spannungsteilers 38 und der Widerstand R der Zeitkonstantenschaltung 39 gemeinsam mit dem Hochleistungsquellenpotential Vcc verbunden. Die anderen Verbindungen sind im wesentlichen die gleiche wie die beim erstgenannten Multivibrator. Daher sind entsprechende Teile oder Komponenten mit entsprechenden Bezugszeichen oder Kennungen versehen und deren Beschreibung fortgelassen. Die Wirkungsweise ist ebenfalls im wesentlichen die gleiche wie die der Schaltung des erstgenannten Multivibrators. Deren Beschreibung ist daher fortgelassen.

Auch bei der Schaltung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 9 sind die Referenzspannungsschaltung 38 und die Zeitkonstantenschaltung 39 mit dem gemeinsamen Leistungspotential verbunden. Daher sind die Schaltungen 38 und 39 unabhängig von jeder Änderung der Leistungsquellenspannung, wie dies beim Multivibrator des erstgenannten Ausführungsbeispieles der Fall ist.

Selbstverständlich haben die Multivibratoren des zweiten bis fünften Ausführungsbeispieles der zuvor beschriebenen Art im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie die des ersten Ausführungsbeispieles.

Diese Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele der zuvor beschriebenen Art beschränkt. Viele andere Ausführungsformen oder Änderungen können durch den Fachmann durchgeführt werden, ohne daß hierbei der Gegenstand der Erfindung verlassen wird.

Aus dem vorhergehenden wurde klar ersichtlich, daß mit Hilfe

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des monostabilen Multivibrators nach der Erfindung eine
Ausgangsspannung erzeugt wird, deren Impulsbreite unabhängig von der Temperatur ist. Wenn ein Multivibrator der Erfindung in einem F/V-(Frequenz/Spannung)-Konverter bzw. Wandler einer Motorsteuer- oder Regelschaltung vorgesehen ist, kann eine feine Steuerung oder Regelung der Drehzahl des Motors erhalten werden.

_BAD ORIGINAL

Claims

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE V W V V V V V PATENTANWÄLTE DIPU-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-ING. K. FÜCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GORG D1PL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE 41 520 q/gt KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA Kawasaki-Shi / JAPAN Monostabiler Multivibrator PATENTANSPRÜCHE :

1. Monostabiler Multivibrator mit einer Spannungsteilereinrichtung zum Teilen einer Spannung, die durch ein erstes und zweites Potential definiert ist, um eine Referenzspannung zu erzeugen, mit einer Zeitkonstanten-Schaltungseinrichtung, an die diese Spannung angelegt wird und mit einem Setzeingangsanschluß, an den ein Setzeingangssignal angelegt wird,

gekennzeichnet durch eine Komparatorschaltungseinrichtung (37) zum Vergleichen eines Referenzpotentials der Spannungsteilereinrichtung (38) und eines Ausgangspotentials der Zeitkonstantenschaltungseinrichtung (39), eine Rücksetzsignalerzeugungseinrichtung (Q9) zur Erzeugung eines Rücksetzeingangssignales in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Komparatorschaltungseinrichtung (37), eine Kippschaltungseinrichtung (30, 50), an die ein Rücksetzeingangssignal der Rücksetzsignalerzeugungseinrichtung (Q9) und ein Setzeingangssignal des Setzeingangsanschlusses

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(35) angelegt werden, um Setz- und Rücksetzausgangssignale zu liefern und eine Schalteinrichtung (Q1O), die in Abhängigkeit von einem der Ausgangssignale der Kippschaltungseinrichtung (30) eingeschaltet wird, um eine Ladung, die in der Zeitkonstantenschaltungseinrichtung (39) gespeichert ist, zu entladen.

2. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kipp-Schaltungseinrichtung (30) eine Flip-Flop-Schaltung (30) vom Setz/Rücksetztyp ist.

3. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1₇ dadurch gekennzeichnet , da-ß die Kipp-Schaltungseinrichtung (30) eine Schaltung (50) ist, die einen Thyristor umfaßt.

4. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und zweite Potential jeweils ein Hoch- und ein Niedrigleistungsquellenpotential (Vcc bzw. Vee) ist.

5. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und zweite Potential jeweils ein vorgegebenes Potential (Vd) und ein Leistungsguellenpotential (Vcc bzw. Vee) ist.