DE1078615B

DE1078615B - Circuit arrangement for switching an astable multivibrator with two amplifier elements into the bistable or monostable state

Info

Publication number: DE1078615B
Application number: DES60836A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans Neuss
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-12-05
Filing date: 1958-12-05
Publication date: 1960-03-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Umschaltung eines astabilen Multivibrators mit zwei Verstärkerelementen in den bistabilen oder monostabilen Zustand.The invention relates to a circuit arrangement for switching over an astable multivibrator with two amplifier elements in the bistable or monostable state.

Es ist in der Impulstechnik bekannt, zur Impulserzeugung astabile Kippschaltungen zu verwenden, die aus elektronischen Schaltmitteln, z. B. Röhren oder Transistoren, aufgebaut sind. Diese Schaltungen kippen, wenn sie einmal angeregt sind, laufend jeweils in einem durch ihre Dimensionierung bedingten Zeitabstand von einem ihrer beiden Zustände in den anderen und liefern dadurch fortlaufend Impulse in einem bestimmten zeitlichen Abstand. Die einmal durch die Dimensionierung der Schaltung festgelegte Impulsfolge kann in ihrer Frequenz ohne einen schaltungsmäßigen Eingriff nicht mehr geändert werden. Genauso ist es nicht möglich, ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand die Schaltung selbst in einer definierten Lage stillzusetzen.It is known in pulse technology to use astable multivibrators to generate pulses, from electronic switching means, z. B. tubes or transistors are constructed. These circuits once they are excited, tilt continuously at a time interval determined by their dimensioning from one of its two states to the other and thereby continuously deliver impulses in a certain time interval. Once determined by the dimensioning of the circuit Pulse train can vary in frequency without a circuit Intervention can no longer be changed. Likewise, it is not possible without additional circuitry shut down the circuit itself in a defined position.

Es sind zwar auch monostabile bzw. bistabile Kippschaltungen bekannt, die durch Impulse in eine definierte Lage gesteuert werden können, aber weder die monostabile noch die bistabile Kippschaltung kann von sich aus, also ohne Steuerimpulse zu erhalten, fortlaufend in einem definierten Zeitabstand Impulse erzeugen.It is true that monostable or bistable multivibrators are known which are converted into a defined by pulses Position can be controlled, but neither the monostable nor the bistable multivibrator can of its own accord, i.e. without receiving control pulses, pulses continuously at a defined time interval produce.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine astabile Multivibratorschaltung zu schaffen, die durch ein Steuerpotential in eine bistabile bzw. monostabile Kippschaltung umschaltbar ist. Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens zwischen einer Ausgangselektrode eines für die Kipplage maßgebenden elektronischen Schaltmittels des Multivibrators und einer Sperrstromquelle ein Spannungsteiler vorgesehen ist und eine an dem Spannungsteiler abgreifbare Spannung über einen Gleichrichter an die Steuerelektrode eines für die entgegengesetzte Kipplage maßgebenden elektronischen Schaltmittels des Multivibrators angelegt wird, durch die bei Vorhandensein eines entsprechend großen Sperrpotentials der astabile Kippvorgang gesperrt wird.The invention is now based on the object of creating an astable multivibrator circuit, which by a control potential can be switched into a bistable or monostable multivibrator. According to the invention the object is achieved in that at least one for the tilted position between an output electrode decisive electronic switching means of the multivibrator and a reverse current source a voltage divider is provided and a voltage that can be tapped off at the voltage divider via a rectifier to the control electrode of an electronic switching means that is decisive for the opposite tilt position of the multivibrator is applied, by the presence of a correspondingly large blocking potential the astable tilting process is blocked.

Auf diese Weise ist es gemäß der Erfindung möglich, durch ein entsprechend großes Sperrpotential den astabilen Zustand zu beenden und durch impulsartiges Unterbrechen des Sperrpotentials die Kippschaltung in jede gewünschte Lage umzusteuern.In this way, according to the invention, it is possible to use a correspondingly large blocking potential to terminate the astable state and by pulsing interruption of the blocking potential the flip-flop to switch to any desired position.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem an Hand der Figur erläuterten Ausführungsbeispiel hervor.Details of the invention emerge from the exemplary embodiment explained with reference to the figure.

In der Fig. 1 ist eine aus den Transistoren T1 und T 2 aufgebaute astabile Kippschaltung dargestellt, deren Kippfrequenz durch die Zeitkonstanten der beiden Basisstromkreise C1, R7 bzw. C2, RS bestimmt ist. Bei Vorhandensein der Speisespannung +!7, O wird durch die durch die Toleranzen der Schalt-Schaltungsanordnung zur Umschaltung1 shows an astable trigger circuit made up of the transistors T1 and T 2, the trigger frequency of which is determined by the time constants of the two base circuits C1, R7 and C2, RS . If the supply voltage +! 7, O is present, the switching circuit arrangement causes a switchover due to the tolerances

eines astabilen Multivibratorsof an astable multivibrator

mit zwei Verstärkerelementenwith two amplifier elements

in den bistabilen oder monostabilenin the bistable or monostable

ZustandState

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Phys. Hans Neuss, München,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Hans Neuss, Munich,
has been named as the inventor

elemente bedingte Unsymmetrie einer der beiden Transistoren Tl oder T2 leitend, während der andere sperrt. Es wird angenommen, daß zunächst der Transistor 7Ί leitet und der Transistor T2 sperrt. In diesem Fall ist das Basispotential des Transistors T 2 um die Ladespannung des Kondensators C1 größer als das am Emitter des Transistors T 2 liegende Potential + U. Der Transistor Γ 2 bleibt also so lange gesperrt, bis der Kondensator C1 sich über den Widerstand R 7 entladen hat. Während dieser Zeit wird der Kondensator C2 über die Basis des Transistors T1 auf den Wert von +U aufgeladen (+t/, Tl, C2, Rb, O). element-related asymmetry of one of the two transistors T1 or T2 conductive, while the other blocks. It is assumed that first the transistor 7Ί conducts and the transistor T2 blocks. In this case, the base potential of the transistor T 2 is the charging voltage of the capacitor C 1 is greater than that at the emitter of transistor T 2 lying potential + U. The transistor Γ 2 thus remains locked until the capacitor C 1 via the resistor R 7 has discharged. During this time, the capacitor C 2 is charged via the base of the transistor T 1 to the value of + U (+ t /, Tl, C2, Rb, O).

Ist nun das Potential des Kondensators C1 so weit abgesunken, daß der Transistor T2 leitend wird, so liegt jetzt durch die Serienschaltung des Kondensators C2 mit der Stromquelle -f- U fast das Potential 2 U an der Basis des Transistors Tl, und dieser wird nunmehr gesperrt. Die Sperrung dauert ebenfalls so lange, bis die Ladung von C 2 über den Widerstand R8 unter den Wert des am Emitter vom Transistor Tl liegenden Potentials abgesunken ist. In dieser Weise werden die Widerstände R 5 und 2? 6 in gleichen durch die Schaltelemente Cl, C2, R7 und R8 bedingten Zeitabständen abwechselnd von Strom durchflossen.If the potential of the capacitor C 1 has dropped so far that the transistor T2 becomes conductive, the series connection of the capacitor C2 with the current source -f- U now means that the potential 2 U is almost at the base of the transistor Tl, and this becomes now blocked. The blocking also lasts until the charge of C 2 via the resistor R8 has fallen below the value of the potential at the emitter of the transistor T1. In this way, resistors R 5 and 2? 6 alternately traversed by current at the same time intervals determined by the switching elements Cl, C2, R7 and R8.

Um nun die astabile Kippschaltung in eine bistabile Kippschaltung umschalten zu können, d. h. den periodischen Kippvorgang zu unterbinden und durch eine Impulssteuerung zu ersetzen, ist gemäß der Erfindung zwischen jeder Ausgangselektrode (Kollektor vomIn order to be able to switch the astable multivibrator into a bistable multivibrator, d. H. the periodic Preventing the tilting process and replacing it with an impulse control is according to the invention between each output electrode (collector of

909 768/282909 768/282

Transistor T1 bzw. T2) der beiden elektronischen Schaltmittel und einer Sperrstromquelle Usp ein Spannungsteiler Rl/R2 bzw. i?3/i?4 vorgesehen, und an beiden Spannungsteilern wird jeweils eine Spannung abgegriffen und über Gleichrichter GrI bzw. Gr2 jeweils an die Steuerelektrode des anderen elektronischen Sehaltmittels angelegt.Transistor T1 or T2) of the two electronic switching means and a reverse current source Usp, a voltage divider Rl / R2 or i? 3 / i? 4 is provided, and a voltage is tapped at each voltage divider and to the control electrode via rectifier GrI or Gr2 of the other electronic means of visualization.

Ist beispielsweise, wenn von der Sperrstromquelle Usp das Sperrpotential eintrifft, gerade der Transistor Tl leitend und der Transistor T 2 gesperrt, so liegt an dem Spannungsteiler R VR 2 die Spannung Usp—U. Wenn Usp größer ist als U, wird von dem Spannungsteiler R1/R2 auch in jedem Fall eine Spannung abgegriffen, die ebenfalls größer als U ist. Die Basis des Transistors T2 ist also positiver als der Emitter, und demzufolge bleibt der Transistor T2 gesperrt. An dem aus den Widerständen R3 und i?4 gebildeten Spannungsteiler wird aber, solange wie der Transistor T 2 gesperrt ist, infolge des durch die Dimensionierung der Schaltung festgelegten Verhältnisses des Widerstandes R3 : (R4+R6) eine Spannung abgegriffen, die kleiner ist als die Spannung U. Demzufolge sperrt der Gleichrichter Gr 2, und der Transistor Tl bleibt leitend.If, for example, when the blocking potential arrives from the blocking current source Usp, the transistor Tl is conducting and the transistor T 2 is blocked, then the voltage Usp-U is applied to the voltage divider R VR 2. If Usp is greater than U, a voltage that is also greater than U is tapped from the voltage divider R1 / R2 in any case. The base of the transistor T2 is therefore more positive than the emitter, and consequently the transistor T2 remains blocked. However, as long as the transistor T 2 is blocked, a voltage that is lower is tapped off at the voltage divider formed from the resistors R 3 and R6 as a result of the ratio of the resistor R3 : (R4 + R6) determined by the dimensioning of the circuit than the voltage U. As a result, the rectifier Gr 2 blocks, and the transistor Tl remains conductive.

Soll nun die Kippschaltung in ihre andere Lage umgesteuert werden, so wird das Sperrpotential von Usp kurzzeitig unterbrochen, und die Schaltung kippt in ihre andere stabile Lage. In dieser Lage wird nunmehr durch das am Spannungsteiler RZ und i?4 abgegriffene Potential der Transistor Tl gesperrt gehalten.If the flip-flop is now to be reversed into its other position, the blocking potential of Usp is briefly interrupted and the circuit flips into its other stable position. In this position, the transistor Tl is now kept blocked by the potential tapped at the voltage divider RZ and i? 4.

Außerdem besteht die Möglichkeit, durch Impulse an den Punkten Ul bzw. t/2 die durch das angelegte Sperrpotential bistabil gewordene Kippschaltung sofort in eine bestimmte der beiden möglichen Lagen hinzusteuern, beispielsweise durch einen positiven Impuls an dem Punkt Ul oder einen negativen Impuls an dem Punkt t/2 in die Lage, in der der Transistor Tl leitend ist. Bei einer derartigen Steuerung entkoppeln die Gleichrichter Gr3 und Gr4 die beiden Punkte t/l und t/2.There is also the possibility of using pulses at points Ul or t / 2 to immediately control the flip-flop, which has become bistable due to the applied blocking potential, to one of the two possible positions, for example by a positive pulse at point Ul or a negative pulse at that point t / 2 in the position in which the transistor Tl is conductive. With such a control, the rectifiers Gr3 and Gr4 decouple the two points t / 1 and t / 2.

Die Zeit, in der das Sperrpotential Usp abgeschaltet sein muß, um die nunmehr bistabile Kippschaltung von der einen in die andere Lage umzusteuern, kann durch die Größe des Sperrpotentials Usp beeinflußt werden. Die unterste Grenze des Sperrpotentials ist durch die kleinste Spannung gegeben, die bei leitendem Transistor Tl den Transistor T 2 noch gesperrt hält. Die obere Grenze des Sperrpotentials ist die größte Spannung, bei der bei gesperrtem Transistor Tl der Gleichrichter Gr 1 noch gesperrt bleibt. Bei Vernachlässigung der Spannungsabfälle in den Transistoren und Gleichrichtern und unter der Annahme R1>R2^>R5 wird nach Entsperren des Transistors Tl die Basis des Transistors T2 ungefähr auf die Spannung 2 U gebracht, d. h., auf annähernd dieselbe Spannung, auf der sie sich im ersten Augenblick nach dem Sperren vom Transistor T2 beim astabilen Kipp Vorgang befindet. Wird jetzt die Sperrspannung Usp abgeschaltet, so ist offensichtlich die Kippzeit gleich die Hälfte der ursprünglichen Schwingungsdauer der astabilen Kippschaltung.The time in which the blocking potential Usp must be switched off in order to switch the now bistable multivibrator from one position to the other can be influenced by the size of the blocking potential Usp . The lowest limit of the blocking potential is given by the lowest voltage that keeps transistor T 2 blocked when the transistor Tl is on. The upper limit of the blocking potential is the highest voltage at which the rectifier Gr 1 still remains blocked when the transistor T1 is blocked. If the voltage drops in the transistors and rectifiers are neglected and assuming R1> R2 ^> R5 , the base of the transistor T2 is brought to approximately the voltage 2 U after the transistor Tl is unlocked, ie to approximately the same voltage as it is in first moment after the blocking of transistor T2 is in the astable tilting process. If the reverse voltage Usp is now switched off, the breakover time is obviously equal to half of the original oscillation period of the astable breakdown circuit.

In Fig. 2 ist eine weitere astabile Kippschaltung mit zwei Trasistoren Tl und T 2 dargestellt. Im astabilen Zustand ist die Wirkungsweise der Schaltung dieselbe wie die der in der Fig. 1 dargestellten.In Fig. 2, a further astable flip-flop with two Trasistors Tl and T 2 is shown. in the In the astable state, the mode of operation of the circuit is the same as that shown in FIG.

Da bei dieser Schaltung aber nur zwischen dem Ausgang des Transistors T1 und der Sperrstromquelle + Usp ein Spannungsteiler R l/R 2 vorgesehen ist, wird durch Anlegen des Sperrpotentials immer nur .der Transistor T 2 gesperrt, während der Transistor T1 leitend bleibt. Nach Anlegen des Sperrpotentials + Usp stellt diese Schaltung eine monostabile Kippschaltung dar. Durch kurzzeitiges Abschalten des Sperrpotentials Usp kippt diese Schaltung, wie die in Fig. 1 dargestellte, in die andere Lage und kehrt selbsttätig nach Maßgabe ihrer eigenen Zeitkonstanten wieder in die ursprüngliche Lage zurück. In dieser bleibt sie verriegelt, sofern das Sperrpoten-.tial Usp zu diesem Zeitpunkt wieder vorhanden ist. Anderenfalls schwingt sie astabil weiter.Since a voltage divider R l / R 2 is only provided between the output of transistor T1 and reverse current source + Usp in this circuit, only transistor T 2 is blocked by applying the blocking potential, while transistor T1 remains conductive. After applying the blocking potential + Usp , this circuit represents a monostable multivibrator. By briefly switching off the blocking potential Usp , this circuit, like the one shown in FIG. 1, switches to the other position and automatically returns to the original position according to its own time constants . It remains locked in this, provided that the blocking potential .tial Usp is available again at this point in time. Otherwise it continues to oscillate in an astable manner.

Die vorliegende Erfindung ist nicht allein auf astabile Kippschaltungen mit Transistoren beschränkt, sondern kann auch in vollem Umfange für andere Kippschaltungen, die z. B. aus Röhren aufgebaut sind, angewendet werden.The present invention is not limited to astable alone Flip circuits with transistors are limited, but can also be used to the full for others Flip-flops that z. B. are constructed from tubes, can be used.

Claims

Patent claims:

1. A circuit arrangement for switching an astable multivibrator with two amplifier elements in the bistable or monostable state, characterized in that at least between an output electrode of an electronic switching means (Tl or T 2) of the multivibrator and a reverse current source (Usp) which is decisive for the tilted position Voltage divider (R1 / R2 or i? 3 / i? 4) is provided and a voltage that can be tapped at the voltage divider is applied via a rectifier (GrI or Gr 2) to the control electrode of an electronic switching means of the multivibrator that is decisive for the opposite tilt position, by which the astable tilting process is blocked in the presence of a correspondingly large blocking potential.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a voltage divider (R1 / R2 and R3 / R4) is provided between each output electrode of the electronic switching means (T1 and T2) of the multivibrator and a reverse current source (Usp), which are decisive for the tilting positions, and one to Each voltage divider tapped off voltage via rectifier (Gr 1 and Gr2) is applied to the control electrode of the electronic switching means that is decisive for the other tilt position, by means of which the astable tilting process is blocked if a correspondingly large blocking potential is present.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that between the resistors of the voltage divider (Rl / R 2 or R3I R4l), which is provided between the output electrode of each electronic switching means (Tl and T2) and a reverse current source (Usp) , in each case one Rectifier (Gr 3 and Gr 4) is arranged to decouple the individual outputs from each other.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1025 009;
"Radiotechnik", 1953, no. 3, p. 97.

1 sheet of drawings