DE1050930B

DE1050930B -

Info

Publication number: DE1050930B
Application number: DENDAT1050930D
Authority: DE
Publication date: 1959-02-19

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Erzeugung sägezahnförmiger elektrischer Impulse mit einem von* einer Gleiclistromquelle gespeisten Kondensator und einem Halbleiter als Schaltorgan zur Entladung des Kondensators bei Erreichen einer bestimmten Kondensatorspannung. Der Halbleiter tritt dabei an die Stelle einer Glimmlampe bei anderen bekannten Impulserzeugern, die bei Überschreiten einer bestimmten Kondensatorspannung zündet, so daß sich der Kondensator über die Glimmlampe entlädt.

Die Einrichtungen mit Halbleitern haben gegenüber solchen mit Glimmlampen den Vorteil größerer Empfindlichkeit gegen Erschütterungen, größerer Lebensdauer und kleinerer Bauweise.

Bei den bekanntgewordenen Einrichtungen dieser Art mit Halbleitern als Schaltorgane sind Doppelbasisdioden mit einer etwa einem Stromtor ähnlichen Wirkungsweise verwendet, die so lange von einem vom Kondensator herrührenden Strom durchflossen werden, wie eine Potentialdifferenz zwischen Kondensatorspannung und Gleichstromquelle vorliegt. Da die Diode dauernd von einem von der Gleichstromquelle eingespeisten Strom durchflossen wird, kann infolge der Eigenerwärmung eine konstante Frequenzfolge nicht gewährleistet werden. Eine gewollte Veränderung der Frequenzfolge ist bei der bekannten Anordnung nicht möglich, da der ohmsche Widerstand im 7?C-Kreis von einem von außen nicht beeinflußbaren Teil der Diode gebildet wird. Ferner sind die Amplitudenspannung und die Talspannung (oberste und unterste Grenze des Spannungsimpulses) miteinander in Abhängigkeit von der Spannung der Gleichstromquelle gekoppelt und somit nur gemeinsam verstellbar.

Es sind ferner Röhrenschaltungen mit Rückkopplung zur Impulserzeugung bekanntgeworden, die jedoch entweder nur sinusförmige Schwingungen konstanter Amplitude oder sägezahnförmige Schwingungen rasch veränderlicher Amplitude erzeugen können.

Es ist zwar auch möglich, mit entsprechend aufgebauten bekannten Röhrenschaltungen sägezahnförmige •Impulse konstanter Größe zu erzeugen; jedoch besteht dabei der Nachteil, daß bei einer Veränderung der Frequenz gleichzeitig zwangläufig eine Veränderung des einzelnen Sägezahnimpulses erfolgt.

Eine Vermeidung der geschilderten Nachteile bei den bekannten Einrichtungen ist· Aufgabe der Erfindung. Die Lösung besteht darin, daß zur getrennten Einstellung von Frequenz, Amplitudenspannung und Talspannung der Impulse der veränderbare Kondensator einerseits über einen Stellwiderstand an die Gleichstromquelle angeschlossen ist und andererseits Einrichtung zur Erzeugung
sägezahnförmiger elektrischer Impulse

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Helmut Schwab, Nürnberg,

ist als Erfinder genannt worden

mit einem Entladestromkreis verbunden ist, der einen kollektorgeerdeten Transistor in Reihenschaltung mit einem in seinem Übersetzungsverhältnis veränderbaren Transformator enthält, dessen Sekundärspannung zusammen mit einer veränderbaren Gleichspannung im Steuerkreis des Transformators während des Entladevorganges wirksam ist.

Durch die getrennte Einstellmöglichkeit der Frequenz, der Aniplitudenspannung und der Talspannung kann mit ein und derselben Impulserzeugereinrichtung eine leichte Anpassung an alle an solche Einrichtungen gestellten Anforderungen erreicht werden, wie sie mit keiner der bekannten Einrichtungen dieser Art möglich ist. Ferner ist die neue Einrichtung hin-

4.0 sichtlich der Frequenz der Impulse von der Eigentemperatur unabhängig, da der Halbleiter nur während der Dauer der Kondensatorentladung stromdurchflossen ist und vom 7?C-Kreis getrennt ist.
An Hand der Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in der der Kondensator 1 von der Spannungsquelle 2 über einen Widerstand 3 aufgeladen wird. Im Entladestromkreis des Kondensators 1 liegt ein Transistor 4 in kollektorgeerdeter Schaltung sowie die Primärwicklung 5a eines Transformators 5, dessen Sekundärwicklung 5b in Reihe mit einer Spannungsquelle 6 im steuernden Basiskreis des Transistors angeordnet ist. In dieser Schaltung entspricht die Spannung Uq am Kondensatorl unter

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Claims

Vernachlässigung des Spannungsabfalls an der Wicklung Sa der Emitter-Kollektor-Spannung U_e des Transistors 4. Solange die Spannung U_e kleiner ist als die Spannung U_v der Spannungsquelle 6, ist der Transistor 4 geschlossen. Wird mit wachsender Kondensatorspannung U_c die Spannung U_e geringfügig größer als die Spannung U_v, so wird die Basis des Transistors 4 negativ gegenüber dem Emitter, d. h., der Transistor beginnt zu öffnen. Der nunmehr durch den Transistor 4 und die Primärwicklung 5a des Transformators 5 fließende Strom induziert in der Sekundärwicklung 5 b eine Spannung, die der Basisvorspannung U_v entgegengesetzt gerichtet ist. Damit sinkt die Basisspannung noch mehr, der Transistor öffnet mehr, durch die Wicklung 5 a fließt ein größerer Strom usw., bis der Transistor 4 voll geöffnet ist, so daß sich der Kondensator 1 über den Transistor 4 entladen kann.

In Fig. 2 ist das Emitterstrom-Emitterspannungs-Kennlinienfeld für verschiedene Basisspannungen U_B als Parameter aufgetragen. Man erkennt, daß der Transistor zu öffnen beginnt, sobald die Emitter-Kollektor-Spannuiig U_e wenige Zehntel Volt über der an der Spannungsquelle 6 eingestellten Basisvorspannung U_v liegt. Solange der Transistor geschlossen ist, ist UB-U_v. Beginnt jedoch der Emitterstrom zu fließen, so entsteht im Basisstromkreis des Transistors, wie oben beschrieben, noch die Sekundärspannung U_w2, die der Basisvorspannung U_v entgegengeschaltet ist, so daß für die Basisspannung des Transistors 4 gilt

U_b= U_v-U_w2.

Ist der Transistor geöffnet, so liegt nahezu die gesamte Kondensatorspannung U_c an der Wicklung 5 a des Transformators 5^ so daß in diesem Moment die Sekundärspannung U_w2 = m · U_c beträgt, wenn m das Übersetzungsverhältnis des Transformators 5 ist. Da jedoch die Spannung U_c des Kondensators 1 während der Entladung mehr und mehr sinkt, sinkt auch die Sekundärspannung U_w2, so daß die Basisspannung U_b ansteigt. Sobald die Emitterspannung U_E gleich der Basisspannung U_b ist, beginnt der Transistor zu schließen, der an der Wicklung 5 a entstehende Spannungsabfall nimmt ab, die Basisspannung wird weiter erhöht usw., bis der Transistor 4 ganz geschlossen ist. Für die Schließspannung U _Cj, die sogenannte »Talspannung«, ergibt sich somit die Formel

U₀T =U_r — m · U_ct = ·

Für das Übersetzungsverhältnis des Transformators 5 erhält man demnach bei vorgeschriebener Talspannung U_Cr und vorgegebener Spitzenspannung U_v die Formel

Ur

Uci

1 .

Zusammenfassend ergibt sich, daß für die Impulslänge die Größe des Widerstandes 3 und die Kapazität des Kondensators 1 maßgebend ist, für die Höhe der Impulsspitze die Basisvorspannung U_v und für

ίο das Impulstal das Übersetzungsverhältnis m des Transformators 5.

Die Einrichtung nach der Erfindung läßt sich schaltungsmäßig auf die verschiedensten Weisen aufbauen. So kann beispielsweise statt des dargestellten p-n-p-Flächentransistors ein anderer Transistortyp verwendet werden. Es ist weiterhin möglich, die Spannungsquelle 6 für die Basisvorspannung U_v und die Spannungsquelle 2 für die Aufladung des Kondensators 1 in einer einzigen Spannungsquelle mit entsprechender Anzapfung zusammenzuschalten, wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Dabei sind die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 1 beibehalten; die Spannungsquelle 2 dient in ihrer Gesamtheit zum Aufladen des Kondensators 1, während eine abgegriffene Teilspannung 26 die Basisvorspannung U_v des Transistors 4 liefert.

Patentanspruch:
Einrichtung zur Erzeugung sägezahnförmiger elektrischer Impulse mit einem von einer Gleichstromquelle gespeisten Kondensator und einem Halbleiter als Schaltorgan zur Entladung des Kondensators bei Erreichen einer bestimmten Kondensatorspannung, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Einstellung von Frequenz, Amplitudenspannung und Talspannung der Impulse der veränderbare Kondensator (1) einerseits über einen Stellwiderstand (3) an die Gleichstromquelle (2 bzw. 2 und 26) angeschlossen ist und andererseits mit einem Entladestromkreis verbunden ist, der einen kollektorgeerdeten Transistor (4) in Reihenschaltung mit einem in seinem Übersetzungsverhältnis veränderbaren Transformator (5) enthält, dessen Sekundärspannung zusammen mit einer veränderbaren Gleichspannung (6, 26) im Steuerkreis des Transformators während des Entladevorganges wirksam ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Electronics«, August 1953, S. 170 bis 173; März 1955, S. 198 bis 202;

Kerkhof und Werner, »Fernsehen«, 1954, Philips' Technische Bibliothek, S. 147.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen