DE971184C

DE971184C - Circuit arrangement for generating a tilting process

Info

Publication number: DE971184C
Application number: DEA13594A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rolf Wideroee
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1951-06-30
Filing date: 1951-06-30
Publication date: 1958-12-31

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Kippspannung mittels eines Transistors in Abhängigkeit von einer an einer Eingangsimpedanz kurzzeitig wirkenden Steuerspannung, bei der in die gemeinsame Zuleitung des Steuerelektrodenkreises und des Sammelelektrodenkreises zur Basiselektrode des Transistors ein Widerstand eingeschaltet ist.The invention relates to a circuit arrangement for generating a breakover voltage by means of a Transistor as a function of a control voltage acting briefly at an input impedance, in the case of the common supply line for the control electrode circuit and the collecting electrode circuit a resistor is switched on to the base electrode of the transistor.

Es ist an sich bekannt, einen Kippvorgang mit Hilfe einer Steuerspannung mittels eines einzigen Transistors zu erzeugen. Dabei ist es bekannt, die Kennlinien des Transistors durch Zuschalten von Gleichrichterzellen in gewünschter Weise zu beeinflussen. Vorliegende Erfindung geht jedoch darüber hinaus, indem ihr der Gedanke zugrunde liegt, Gleichrichter so einzuschalten, daß der Eingangskreis mit der Steuerspannung von dem beim Kippvorgang fließenden Strom entlastet und dadurch die Kippwirkung wesentlich verbessert wird.It is known per se, a tilting process with the help of a control voltage by means of a single Generate transistor. It is known that the characteristics of the transistor by switching on To influence rectifier cells in the desired manner. However, the present invention goes beyond that in that it is based on the idea of switching on rectifiers so that the input circuit with the control voltage of the current flowing during the tilting process and thereby the tilting effect is significantly improved.

Das Zusammenschalten von Gleichrichtern in Reihe mit Impedanzen ist bei Kippgeneratoren bekannt. Es handelt sich dabei um eine selbsttätige und periodisch arbeitende Generatorschaltung, welcher keine Steuerspannung von außen zugeführt wird.The interconnection of rectifiers in series with impedances is known in relaxation generators. It is an automatic and periodically working generator circuit, which no control voltage is supplied from outside.

Die Schaltung gemäß der Erfindung ist dabei so angeordnet, daß zwei Gleichrichter vorgesehen sind, von denen der eine in bekannter Weise mit der Eingangsimpedanz in Reihe geschaltet ist und der andere Gleichrichter im Steuerstromkreis unter Einbezug des zur Basiselektrode führenden Widerstandes eingeschaltet ist und daß dabei die Kathoden dieser Gleichrichter über einen einzigen gemeinsamen Punkt führen, derart, daß der Ein-The circuit according to the invention is arranged so that two rectifiers are provided are, of which one is connected in series with the input impedance in a known manner and the other rectifier in the control circuit including the resistor leading to the base electrode is switched on and that the cathodes of this rectifier have a single common Point in such a way that the entry

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gangskreis von dem beim Kippvorgang fließenden Strom entlastet wird.circuit is relieved of the current flowing during the tilting process.

Diese Schaltung wird an Hand einer Zeichnung (Fig. i) näher erläutert.This circuit is explained in more detail using a drawing (FIG. I).

ι ist der blockförmige Halbleiter des Transistors, z.B. ein Germaniumplättchen. 2 ist die Basiselektrode, 3 die Steuerelektrode und 4 die Sammelelektrode. Im Steuerstromkreis mit der Steuerelektrode 3 ist die Vorspannungsquelle S, z. B. eine Batterie, und das Schaltelement 7 für die Einführung der Steuerspannung, z. B. die Sekundärwicklung eines Transformators eingeschaltet. Im Stromkreis der Sammelelektrode 4 sind die Gleichspannungsquelle 6 und das für die Auswertung der Impulse vorgesehene Schaltelement 8, z. B. die Wicklung eines Relais, sowie ein Unterbrechungskontakt 10 eingeschaltet. Die beiden Stromkreise sind über den gemeinsamen Widerstand 9 nach der Basiselektrode 2 verbunden. Entsteht in 7 eine Steuerspannung, so fließt über die Steuerelektrode 3 ein Strom nach der Basiselektrode 2, wodurch eine relativ starke Stromänderung im Stromkreis der Sammelelektrode hervorgerufen wird zufolge der Verstärkerwirkung des Transistors. Dieser verstärkte Strom wirkt sich über den Widerstand 9 aus. Dabei entsteht am Widerstand 9 ein erhöhter Spannungsabfall, welcher sich nun zur eingeführten Steuerspannung addiert. DieFolge ist eine Verstärkungserhöhung, also eine Rückkopplung auf den Steuerstromkreis. Die Rückkopplung ist um so größer, je größer der Widerstand 9 gemacht wird. Mit zunehmender Erhöhung des Widerstandes tritt der Moment ein, wo der Verstärkungsvorgang in einen Kippvorgang übergeht. Der erhöhte, über die S amm el elektrode laufende Strom kann eventuell auch beim Aufhören der Steuerspannung bestehenbleiben. Um diesen Strom rückgängig zu machen, ist der Kontakt 10 kurzzeitig zu öffnen, wodurch sich der ursprüngliche Ruhezustand wieder einstellt. Der Kippvorgang ist also wesentlich von der Größe des Widerstandes 9 abhängig.ι is the block-shaped semiconductor of the transistor, e.g. a germanium plate. 2 is the base electrode, 3 is the control electrode and 4 is the collecting electrode. In the control circuit with the control electrode 3, the bias source S, z. Legs Battery, and the switching element 7 for the introduction of the control voltage, e.g. B. the secondary winding of a transformer switched on. The DC voltage source is in the circuit of the collecting electrode 4 6 and the switching element 8 provided for evaluating the pulses, e.g. B. the winding of a relay, and a break contact 10 switched on. The two circuits are connected to the base electrode 2 via the common resistor 9. Arises in 7 one Control voltage, a current flows through the control electrode 3 to the base electrode 2, whereby a relatively strong change in current in the circuit of the collecting electrode is caused according to the Amplifying effect of the transistor. This increased current has an effect via the resistor 9 the end. This creates an increased voltage drop across the resistor 9, which is now the introduced Control voltage added. The result is an increase in gain, i.e. a feedback on the control circuit. The greater the resistor 9, the greater the feedback. As the resistance increases, the moment occurs when the amplification process in skips a tilting process. The increased current running through the S amm el electrode can possibly persist even when the control voltage is stopped. To reverse this stream the contact 10 is to be opened briefly, whereby the original idle state is restored. The tilting process is therefore essentially dependent on the size of the resistor 9.

Die Kippwirkung dieser als bekannt vorausgesetzten Schaltung kann erfindungsgemäß verbessert werden durch Einschalten von Gleichrichtern im Steuerstromkreis, wie in Fig. 2 gezeigt. Zu diesem Zweck ist mit dem die Steuerspannung übertragenden Transformator der Gleichrichter 11 in Serie geschaltet. Zu dieser Reihenschaltung ist ein weiterer Gleichrichter 12 parallel geschaltet. Die Wirst» kungsweise ist folgende: Entsteht in 7 eine Steuerspannung, so fließt in der positiven Halbwelle ein Strom über den Gleichrichter 11 im Sinne einer Erhöhung der Polarisationsspannung an 3. Wenn die Steuerspannung eine gewisse Größe überschreitet, erfolgt ein Kippen. Der Vorgang wird durch ein Anstieg des Sammelelektrodenstromes eingeleitet. Gleichzeitig wird die Spannung am Widerstand 9 und als Folge hiervon der Steuerstrom ansteigen. In dieser Weise tritt eine Rückkopplung auf, und im Stromkreis von 8 entsteht plötzlich ein erhöhter Strom. Wichtig ist dabei, daß der erhöhte Steuerstrom nicht über das Steuerelement 7, sondern über den Gleichrichter 12, der einen sehr kleinen Widerstand aufweist, fließen kann. Die Spannung in 7 kann sehr kurzzeitig sein, trotzdem bleibt der einmal erreichte Rückkopplungsstrom über den Gleichrichter 12 bestehen. Die Einleitung und das Bestehenbleiben des Stromanstieges werden durch diese Maßnahme wesentlich begünstigt.The tilting effect of this circuit, which is assumed to be known, can be improved according to the invention are achieved by switching on rectifiers in the control circuit, as shown in FIG. To this The purpose is the rectifier 11 in series with the transformer transmitting the control voltage switched. A further rectifier 12 is connected in parallel to this series connection. The mode of operation is as follows: If there is a control voltage in 7, so in the positive half-wave a current flows through the rectifier 11 in the sense of a Increase in the polarization voltage at 3. If the control voltage exceeds a certain value, a tilting occurs. The process is caused by an increase in the collecting electrode current initiated. At the same time, the voltage across the resistor 9 and, as a result, the control current increase. In this way feedback occurs and occurs in the circuit of FIG suddenly an increased current. It is important that the increased control current does not pass through the control element 7, but through the rectifier 12, which has a very small resistance can. The voltage in 7 can be very brief, but the feedback current once reached remains exist via the rectifier 12. The initiation and persistence of the current surge are significantly favored by this measure.

Die Einführung der Steuerspannung in den Steuerstromkreis kann natürlich in elektrisch äquivalenter Weise an irgendeiner Stelle der Schaltung erfolgen. Durch dieKopplung der Kreise wirkt sich jede eingeführte Spannung immer auf den Steuerkreis aus, so daß der Kippvorgang ausgelöst wird, allerdings unter Verringerung der Leistungsverstärkung. Auch die verbessernde Wirkung der Gleichrichter bleibt dabei erhalten. Eine solche eventuell in Frage kommende Einführungsstelle ist der Widerstand 9. Die Eingangs spannung kann dann in Serie oder parallel dazu wirksam werden. In der Fig. 3 ist eine solche Schaltung dargestellt. Das Netzwerk 17, in welchem die Steuerung herbeigeführt werden soll, ist dabei unter Vorschalten eines Gleichrichters parallel zum Rückkopplungswiderstand 9 geschaltet. Gleichzeitig ist in Reihe mit dem Widerstand 9 ein Gleichrichter 13 geschaltet. Durch diesen Gleichrichter 13 wird verhindert, daß die an 9 wirksame Steuerspannung go über den Belastungswiderstand 8, die Batterie 6 und den Transistor kurzgeschlossen wird. Die Steuerspannung hat nämlich in der Phase ihrer Wirksamkeit eine Polarität entgegengesetzt derjenigen der Batterie 6. Falls sie die Batteriespannung überwiegt, entsteht an der Elektrode 4 eine Spannung, die in der Vorwärtsrichtung des Transistors wirksam wäre, wodurch ein Kurzschluß zustande käme. Die Kippwirkung könnte in diesem Fall nicht eintreten.The introduction of the control voltage into the control circuit can of course be electrically equivalent Way to be done at any point in the circuit. By coupling the circles every voltage introduced is always transmitted to the control circuit, so that the tilting process is triggered, however, with a reduction in the power gain. Also the improving effect of the The rectifier is retained. One such possible entry point is the resistor 9. The input voltage can then be effective in series or in parallel. Such a circuit is shown in FIG. The network 17 in which the control is brought about is to be connected in parallel to the feedback resistor 9 with a rectifier connected upstream. At the same time is in series a rectifier 13 is connected to the resistor 9. This rectifier 13 prevents that the control voltage go effective at 9 via the load resistor 8, the battery 6 and the transistor is shorted. The control voltage has namely in the phase of their Effectiveness a polarity opposite that of the battery 6. If it is the battery voltage predominates, a voltage arises at the electrode 4, which is in the forward direction of the transistor would be effective, whereby a short circuit would come about. The tilting effect could be in this Fall does not occur.

Um die Kipp wirkung der Schaltung noch weiter verbessern zu können, kann es vorteilhaft sein, in Reihe mit einzelnen Gleichrichtern separate Vorspannungen einzuschalten.In order to be able to improve the tilting effect of the circuit even further, it can be advantageous in To switch on a series of individual rectifiers with separate bias voltages.

AnStelle der Gleichrichter oder der Widerstände können spannungsabhängige Widerstände verwendet werden, z. B. Silitstäbe od. dgl. Instead of the rectifier or the resistors, voltage-dependent resistors can be used, e.g. B. Silit rods or the like.

Der Vorteil dieser Schaltung gegenüber einer Kippschaltung mit Elektronenröhren besteht darin, daß der Transistor eine praktisch unbeschränkte Lebensdauer aufweist. Die Schaltung eignet sich deshalb besonders gut zur Einleitung von Kippvorgängen bei Überwachungseinrichtungen elektrischer Anlagen. Besonders geeignet ist die Schaltung bei Impedanzschutzvorrichtungen, wo kurzzeitige Impulse mit absoluter Sicherheit eine Auslösung zu bewirken haben.The advantage of this circuit compared to a flip-flop circuit with electron tubes is that that the transistor has a practically unlimited life. The circuit is suitable therefore particularly good for initiating tilting processes in electrical monitoring devices Investments. The circuit is particularly suitable for impedance protection devices, where short-term impulses have to cause a trip with absolute certainty.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Circuit arrangement for generating a breakover voltage by means of a transistor as a function from a control voltage acting briefly at an input impedance, at which the common feed line of the control

electrode circuit and the collecting electrode circuit to the base electrode of the transistor Resistance is switched on, characterized in that two rectifiers are provided are, of which one (ii) in a known manner with the input impedance (7) in Is connected in series and of which the other rectifier in the control circuit (5,3,2) is below Inclusion of the resistor (9) leading to the base electrode is switched on and that the cathodes of these rectifiers lead over a single common point, in such a way that that the input circuit is relieved of the current flowing during the tilting process.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the input impedance (7) in the control electrode circuit (3, 2) and the other rectifier (12) parallel to Series connection of input impedance (7) and rectifier (11) is located.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the input impedance (7) and the series-connected rectifier (11) parallel to the resistor (9) in the Base electrode circuit and that the other rectifier (13) is in series with it.

Considered publications:

"The Review of Scientific Instruments", August 1949, Vol. 20, pp. 586 to 588, in particular Fig. 4;

“Proc. of the IRE ", June 1951, pp. 627 to 632, in particular p. 629;

"RCA Review", Vol. 10, No. 1, March 1949, p. 5 to 16, especially p. 15; Vol. 10, H.

December 4 1949, pp. 456 to 476, especially pp. 463 and 464; U.S. Patent No. 2,531,076;

German patent application ρ 49051 VIII a / 21 a ² D (published on April 12, 1951);

German Patent No. 738 937;

"Radio Electronics", June 1950, p. 69.

1 sheet of drawings