DE943600C - Mit geringer Spannung betriebenes Zeitschaltwerk hoher Frequenzgenauigkeit - Google Patents
Mit geringer Spannung betriebenes Zeitschaltwerk hoher FrequenzgenauigkeitInfo
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/26—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/30—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using a transformer for feedback, e.g. blocking oscillator
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
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Description
Die infolge der fortschreitenden Entwicklung ständig steigende Zahl der Anwendungsmöglichkeiten
von Kristalloden hat auf vielen Gebieten der Technik bereits zu vielen Verwendungen dieses
neuen Schaltelements geführt. So sind unter anderem Schaltvorrichtungen bekannt, die die Erzeugung
von nicht sinusförmigen Schwingungen, Z.B.Kippschwingungen, mit Hilfe von Kristalloden
ausnutzen oder die Auf- und Entladung eines Kondensators mittels Kristalloden zur Steuerung
einer mechanischen Schaltvorrichtung verwenden.
Die für diese Zwecke benutzten Kristalloden müssen einen Verstärkungsfaktor haben, der größer
als ι ist, da sonst ein einwandfreies Arbeiten nicht gewährleistet werden kann. Alle bisher bekannten
Kristalloden, die dieser Bedingung genügen, haben einen Punktkontakt. Der Kollektorwiderstand Rc
einer Kristallode liegt beispielsweise bei Germaniumtrioden zwischen 10 und 50 kOhm bei den üblichen
Betriebsspannungen. Bei sehr kleinen Spannungen dagegen, etwa im Bereich einiger zehntel
Volt bis zu einigen Volt, beträgt der Kollektorwiderstand nur einige 100 bis einige 1000 Ohm, wie
aus dem Kennlinienfeld einer Spitzentriode (Abb. 1) zu ersehen ist. Liegt nun der Arbeitswiderstand im
Außenkreis einer solchen Kristalltriode in der gleichen Größenordnung, so ruft jede geringfügige Änderung
der Belastung eine Veränderung des Arbeits-
zustandes hervor. Man kann weiterhin aus dem Kennlinienfeld der Abb.' ι ersehen, daß der Stromverstärkungsfaktor
[-Tj-) im Bereich sehr kleiner
Spannungen keinen stabilen Wert hat. Es zeigt sich also, daß beim Arbeiten mit einer Kristallode
mit Punktkontakt bei sehr kleinen Spannungen keine befriedigende Frequenzgenauigkeit zu erwarten
ist.
ίο Nun finden aber gerade. Schaltvorrichtungen, die
mit geringer Arbeitsspannung auskommen und dabei mit sehr guter Frequenzgenauigkeit arbeiten,
zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten in vielen Gebieten der Technik, insbesondere der Feinwerktechnik.
"
Die Erfindung betrifft ein mit geringer Spannung betriebenes Zeitschaltwerk hoher Frequenzgenauigkeit."
Erfindungsgemäß ist der Kollektor einer hochohmigen Flächenkristallode, beispielsweise
Germaniumtriode, mit dem komplexen Widerstand eines Schwingungskreises verbunden, der mit dem
Basiskreis gekoppelt ist. Ferner sind, die Schaltelemente derart dimensioniert, daß die Kollektorspannung
zusammenbricht. Der komplexe Widerstand des Schwingungskreises ist bei der Anordnung
nach der Erfindung durch eine Wicklung eines Relais gebildet, oder es werden Sägezaihnimpulse an
einer Zeitkonstanten, bestehend aus einem Widerstand im Kollektorkreis, einer Diode und einem
Kondensator, im Außenkreis der Flächenkristallode abgenommen.
Es hat sich bei der Anordnung nach der Erfindung in manchen Fällen als zweckmäßig erwiesen,
die Kapazität des Schwingungskreises in zwei Teilkapazitäten aufzuteilen. Dabei kann die eine
Teilkapazität über die Induktivität des Schwingungskreises oder in Reihe mit derselben gelegt
sein, während sich die andere Teilkapazität zwischen Kollektor und Basis oder zwischen Kollektor
und Emittor befindet. Vorzugsweise werden die Teilkapazitäten dann derart dimensioniert, daß für
die Teilkapazitäten die Bedingung besteht: C2 ^ C1.
Es ist gegebenenfalls aber auch möglich, C2 ■<
als C1 zu wählen. Die Verteilung des Schwingkreiskondensators
hat sich besonders dann bewährt, wenn aus technischen Gründen die Schwingkreisinduktivität
klein gehalten werden und somit zur Erzielung einer Frequenz von nur einigen Herz die Schwingkreiskapazität
groß sein muß. Im allgemeinen genügt es, den Kondensator zur Erzielung einer niedrigen
Frequenz bei kleiner Induktivität' so aufzuteilen, daß das Verhältnis von Induktivität zur
Kapazität des Schwingungskreises 1 :1 bis 1: 3 ist,
damit die Resonanzlage des Kreises ungestört ist. Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung
kann die Eigenschaft der Flächenkristallode, bei der Emittorspannung ο eine große Eigenkapazität
zu haben, mit ausgenutzt werden, indem die Schaltungsanordnung des Zeitschaltwerkes bei der
Emittorspannung ο oder nahe ο betrieben wird. In dieser Schaltungsanordnung fallen einerseits zu-
- sätzliche Schaltteile zur Erzeugung einer Vorspannung fort, und andererseits wird die vorhandene
Eigenkapazität der Kristallode für das Schwingungssystem mit ausgenutzt.
Wie das Kennlinienfeld einer Germaniumflächentriode (Abb. 2) zeigt, ist bereits bei sehr
kleinen Spannungen der Kollektorwiderstand sehr groß, und der Stromverstärkungsfaktor hat einen
definierten Wert. Der Widerstand Rc einer Flächentriode,
beispielsweise einer Germaniumflächentriode, liegt in der Größenordnung von mehreren
100 kOhm bis zu mehreren MOhm. Ein Widerstand
im Außenkreis der Kristallode von mehreren kOhm ■kann sich im· Betrieb durch Erwärmung oder andere
äußere Einflüsse in großen Grenzen ändern, ohne überhaupt eine spürbare Änderung des gesamten
Kreiswiderstandes zu bewirken. Es tritt also durch eine Änderung des Arbeitswiderstandes
keine Frequenzbeeinflussung ein. Beispielsweise ergibt sich mit einer Germaniumfläcnentriode bei
einer Spannungsänderung von 2 Volt auf 14 Volt
eine Frequenzänderung unter i.°/oo. Die Stromübergänge
erfolgen bei einer Flächenlcristallode in fest aneinander liegenden Schichten, so daß ein Strom-Übergang,
wie er für den Betrieb von empfindlichen Relais oder anderen Schaltwerken der Feinmechanik
benötigt wird, nicht zu einer Erwärmung der Kristallode führt. Das Zeitschaltwerk nach der
Erfindung wird mit Rechteckimpulsen betrieben, go um ein einwandfreies Einsetzen des Schaltimpulses
beim Antrieb des· Zeitschaltwerkes zu gewährleisten. Die Kristallode wird derart geschaltet, daß
durch die im Schwingungszustand entzogene Energie die Kollektorspannung zusammenbricht. Das gs
Zusammenbrechen der Spannung kann entweder direkt an der Wicklung des im Kollektorkreis
liegenden Relais oder aber auch an einem zusätzlichen
Widerstand im Kollektorkreis erfolgen. Der zusätzliche Widerstand im Kollektorkreis wird
zweckmäßig dann angewandt werden, wenn der Schwingungskreis zwischen Kollektor und Emittor
liegt. Im letzteren Fall erfolgt bei der Flächenkristallode eine zusätzliche Kopplung auf die Basiselektrode.
Die Flächenkristallode, insbesondere Germaniumflächenkristallode, benötigt im Gegensatz
zur Spitzentriode, insbesondere Germaniumspitzentriode, eine zusätzliche starke Kopplung auf
die Basiselektrode, um die gewünschten Schwingungen zu erhalten.
Ein Abreißen der Schwingung kann bei der Anordnung nach der Erfindung gegebenenfalls durch
eine etwas positive Vorspannung des Emitters verhindert
werden. Wird eine zusätzliche Vorspannung erzeugt, so müssen zusätzliche Schaltelemente
benutzt werden. Da die Schaltung dann nicht mehr bei der Emittorspannung ο betrieben wird, geht
auch die Eigenkapazität der Flächenkristallode entsprechend zurück und kann nicht mehr in voller
Größe mitverwendet werden. Eine solche Schaltungsanordnung mit etwas vorgespanntem Emittor
kommt für solche Fälle in Betracht, wo beide Halbwellen ausgenutzt werden sollen. Der Arbeitspunkt
der Flächenkristallode kann dann derart gelegt werden, daß beide Halbwellen abgeschnitten werden,
so daß abwechselnd ein positiver und ein nega-
tiver Rechteckimpuls entsteht. Diese Schaltungsanordnung
kann somit benutzt werden, um ein Schaltwerk in zwei Impulsrichtungen zu betreiben.
Das Zeitschaltwerk nach der Erfindung mit einer hochohmigen Flächenkristallode, beispielsweise
Germaniumflächentriode, ist besonders für solche Geräte geeignet, bei denen ein bei kleinsten Ausmaßen
und kleinsten Spannungen empfindliches und in der Frequenz genaues Zeitschaltwerk er f or der -
ίο Hch ist. Da es im großen Bereich von der Spannung
unabhängig ist, kann es besonders dort angewandt werden, wo trotz Spannungsschwankungen, z. B.
bei Batteriespeisung, die Frequenz feststehen muß. Das Zeitschaltwerk kann im Kleinwerkbau, in der
Uhrenherstellung, im Spielzeugbau u. dgl. eingesetzt werden. Da bei der Abgabe von Spannungsimpulsen
nur Ströme in der Größe von etwa ι μ Α bis zu wenigen mA fließen, braucht der Spülendraht
sehr schwach zu sein. In manchen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Flächenkristallode
in ein Gehäuse einzubauen und dies Gehäuse gleich als Kondensator auszulegen, um gegebenenfalls
einen Kondensator zu ersparen.
Gegebenenfalls kann das Zeitschaltwerk nach der Erfindung auch zur Abgabe von Sägezahnimpulsen
höherer Spannung und größerer Leistung benutzt werden'. In diesem Fall kann über den Arbeitswiderstand
im Kollektorkreis ein Kondensator gelegt werden. Der Kondensator wird durch einen
Impuls aufgeladen. In der Pause zwischen zwei Impulsen erfolgt die Umladung. Eine Diode im
Kondensatorkreis verhindert Einschwingvorgänge bei der Aufladung.
Der Gegenstand der Erfindung ist im folgenden an Hand der fünf Abbildungen näher erläutert. Die
Abb. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung für ein Zeitschaltwerk nach der Erfindung mit einem
Relais R als Schwingkreis im Kollektorkreis bzw. Basiskreis. Die in diesem Fall benutzte Flächentriode
G weist die Anschlüsse E für den Emittor, K für Kollektor und B für die Basis auf. Die Kondensatoren
C1 und C2 sind in-der bereits oben beschriebenen
Weise verteilt angeordnet.
Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung
nach der Erfindung ist in der Abb. 4 enthalten. Die der Abb. 3 entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Relais R arbeitet wiederum als Schwingungskreis und ist wie' im Fall der Abb. 3 mit zwei
Wicklungen versehen. Im Kollektorkreis befindet sich ein Widerstand R0.
Die Abb. S gibt eine Schaltungsanordnung zur Abnahme einer Sägezahnschwingung wieder. Die
Flächentriode ist wiederum mit den gleichen Bezugszeichen wie in den übrigen Abbildungen versehen.
Ein Schwingungskreis 5 ist im Kollektorkreis angeordnet und ist mit dem Basiskreis gekoppelt.
Der Schwingungskondensator ist mit C3 bezeichnet. Im Kollektorkreis liegt ein Widerstand
Rc, über welchen im Außenkreis eine Diode D und ein Kondensator C4 geschaltet sind. An den Kondensatoren
C5 und C6 werden die Impulse abgenommen.
Claims (6)
- Patentansprüche:ι. Mit geringer Spannung betriebenes Zeitschaltwerk hoher Frequenzgenauigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor einer hochohmigen Flächenkristallode, beispielsweise Germaniumtriode, mit dem komplexen Widerstand eines Schwingungskreises verbunden ist, der mit dem Basiskreis gekoppelt ist, daß die Schalt·; elemente derart dimensioniert sind, daß die Kollektorspannung zusammenbricht, und daß der komplexe Widerstand des Schwingungskreises durch eine Wicklung eines Relais gebildet ist oder Sägezahnimpulse an einer Zeitkonstanten, bestehend aus einem Widerstand (Rc) im Kollektorkreis, einer Diode (D) und einem Kondensator (C4) im Außenkreis der Flächenkristallode abgenommen werden.
- 2. Zeitschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Schwingungskreises in zwei Teilkapazitäten (C1, C2) aufgeteilt ist.
- 3. Zeitschaltwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Teilkapazität (C2) über die Induktivität des Schwingungskreises go oder in Reihe mit derselben gelegt ist, während sich die andere Teilkapazität (C3) zwischen Kollektor und Basis oder zwischen Kollektor und Emittor befindet.
- 4. Zeitschaltwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Teilkapazitäten die Bedingung besteht: C2 ^ C1.
- 5. Zeitschaltwerk mit einem Schwingungskreis zwischen Kollektor und Emittor nach Anspruch ι oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Widerstand (Rc) im Kollektorkreis liegt.
- 6. Zeitschaltwerk nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Schaltwerks die Kapazität bzw. eine Teilkapazität bildet.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 609 512 5.56
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB28609A DE943600C (de) | 1953-11-29 | 1953-11-29 | Mit geringer Spannung betriebenes Zeitschaltwerk hoher Frequenzgenauigkeit |
FR1128573D FR1128573A (fr) | 1953-11-29 | 1955-04-18 | Indicateur chronométrique électrique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEB28609A DE943600C (de) | 1953-11-29 | 1953-11-29 | Mit geringer Spannung betriebenes Zeitschaltwerk hoher Frequenzgenauigkeit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE943600C true DE943600C (de) | 1956-05-24 |
Family
ID=6962706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEB28609A Expired DE943600C (de) | 1953-11-29 | 1953-11-29 | Mit geringer Spannung betriebenes Zeitschaltwerk hoher Frequenzgenauigkeit |
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DE (1) | DE943600C (de) |
FR (1) | FR1128573A (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1127410B (de) * | 1961-01-30 | 1962-04-12 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur Betaetigung elektromagnetischer Relais durch Steuerimpulse, die kuerzer als die Ansprechzeit des Relais sind, fuer Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen |
DE1135993B (de) * | 1956-01-31 | 1962-09-06 | Westinghouse Electric Corp | Einrichtung zur Erzielung eines zeitlich verzoegerten Schaltvorganges |
DE1182329B (de) * | 1959-09-23 | 1964-11-26 | Kueckens Alexander | Elektrisches Zeitschaltgeraet |
DE1184399B (de) * | 1956-12-01 | 1964-12-31 | Siemens Ag | Anordnung zur zeitabhaengigen Steuerung eines Stromes oder einer Spannung mittels eines Transistors, in dessen Emitter-Basis-Kreis ein RC-Glied liegt |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1166101B (de) * | 1958-06-14 | 1964-03-19 | Durowe Deutsche Uhren Rohwerke | Kontaktlos gesteuerter mechanischer Schwinger als Gangordner eines zeithaltenden Geraets |
-
1953
- 1953-11-29 DE DEB28609A patent/DE943600C/de not_active Expired
-
1955
- 1955-04-18 FR FR1128573D patent/FR1128573A/fr not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR1128573A (fr) | 1957-01-08 |
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