DE1093819B

DE1093819B - Monostable blocking oscillator circuit with high sensitivity

Info

Publication number: DE1093819B
Application number: DEM40086A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Heim
Original assignee: Friedrich Merk Telefonbau GmbH
Current assignee: Friedrich Merk Telefonbau GmbH
Priority date: 1958-12-31
Filing date: 1958-12-31
Publication date: 1960-12-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine monostabile Sperrschwingerschaltung hoher Empfindlichkeit zur Erzeugung kurzzeitiger Impulse mit einem Transistor. Be\ festigen Sperrschwingern wird eine im Ausgangskreis auftretende Stromänderung induktiv auf den Eingang rückgekoppelt und dadurch die Stromänderung im Ausgangskreis beeinflußt. Es sind transistorisierte Anordnungen bekannt, bei denen Basis, Kollektor und Emitter des Transistors an je eine Wicklung eines Übertragers angeschlossen sind.The invention relates to a monostable blocking oscillator circuit for high sensitivity Generation of short-term impulses with a transistor. If there is a blocking oscillator, there will be one in the output circuit Any change in current that occurs is fed back inductively to the input and thus the change in current influenced in the output circuit. There are transistorized arrangements known in which base, The collector and emitter of the transistor are each connected to a winding of a transformer.

Wird eine hohe Empfindlichkeit derartiger Schaltungsanordnungen gewünscht, dann muß die Übertragerwicklung, über welche die Rückkopplung herbeigeführt wird, mit sehr vielen Windungen versehen sein und besitzt daher große Induktivität. Die Verwendung großer Induktivitäten hat aber den Nachteil, daß sich die neu zu bildenden Impulse nicht in dem manchmal gewünschten Maße verkürzen lassen, da die große Induktivität einen nur langsamen Abbau des Magnetfeldes zur Folge hat, so daß die Basisspannung des Transistors längere Zeit auf einem Wert gehalten wird, der eine Abnahme des Kollektorstromes am Ende des gewünschten Impulses vorerst noch verhindert.If a high sensitivity of such circuit arrangements is desired, then the transformer winding, via which the feedback is brought about, provided with a large number of turns and therefore has a large inductance. However, the use of large inductances has the disadvantage that the new impulses to be formed cannot be shortened to the extent sometimes desired, since the high inductance results in only a slow reduction in the magnetic field, so that the base voltage of the transistor is held for a longer time at a value that results in a decrease in the collector current at the end the desired impulse is still prevented for the time being.

Die Erfindung bezweckt, einen monostabilen Sperrschwinger zu schaffen, welcher sehr hohe Empfindlichkeit besitzt und trotzdem die Bildung kurzzeitiger Impulse ermöglicht. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei einer monostabilen Sperrschwingerschaltung hoher Empfindlichkeit zur Erzeugung kurzzeitiger Impulse mit einem Transistor, dessen Basis, Kollektor und Emitter an je eine Wicklung eines Übertragers angeschlossen sind, eine weitere Übertragerwicklung zur Zuführung der Auslöseimpulse im Eingangskreis der Sperrschwingerschaltung vorgesehen ist und die Wicklungen derart ausgebildet sind, daß eine an die Eingangswicklung angelegte Spannung in den mit der Basis und dem Emitter verbundenen Wicklungen Spannungen induzieren, die sich bis zum Leitendwerden des Transistors zur Basis-Emitter-Spannung addieren, und die Gesamtinduktivität der mit dem Emitter und dem Kollektor verbundenen Übertragerwicklungen in an sich bekannter Weise durch die Differenz der Windungszahlen dieser beiden Wicklungen bestimmt wird sowie mindestens eine der mit den Transistorelektroden verbundenen Übertragerwicklungen einer Halbleiterdiode mit einer solchen Sperrichtung parallel geschaltet ist, daß die bei der Bildung der Impulsrückflanke in dieser Wicklung induzierte Spannung kurzgeschlossen wird. Zur Erreichung einer größtmöglichen Empfindlichkeit kann ferner der erwähnten Halbleiterdiode ein Widerstand parallel geschaltet werden, der zweckmäßig eine temperaturabhängige Charakteristik besitzt. Mit besonderem Vorteil wird die Halbleiterdiode und der mitThe aim of the invention is to create a monostable blocking oscillator which has very high sensitivity and still allows the formation of short-term impulses. The invention achieves this by that with a monostable blocking oscillator circuit high sensitivity for generating short-term Pulses with a transistor, whose base, collector and emitter are each connected to one winding of a transformer are connected, another transformer winding for supplying the trigger pulses in the input circuit the blocking oscillator circuit is provided and the windings are designed such that one to the Input winding applied voltage in the windings connected to the base and emitter Induce voltages which increase to the base-emitter voltage until the transistor becomes conductive add up, and the total inductance of the transformer windings connected to the emitter and collector in a manner known per se by the difference in the number of turns of these two windings is determined as well as at least one of the transformer windings connected to the transistor electrodes a semiconductor diode is connected in parallel with such a reverse direction that the Formation of the pulse trailing edge in this winding induced voltage is short-circuited. To achieve A resistor can also be used in the semiconductor diode mentioned to achieve the greatest possible sensitivity be connected in parallel, which expediently has a temperature-dependent characteristic. With special The advantage is the semiconductor diode and the with

Monostabile Sperrschwingerschaltung
hoher EmpfindlichkeitMonostable blocking oscillator circuit
high sensitivity

Anmelder:
Friedrich MerkApplicant:
Friedrich Merk

Telefonbau Aktiengesellschaft,
München 9, Warngauer Str. 32Telefonbau Aktiengesellschaft,
Munich 9, Warngauer Str. 32

Dipl.-Ing. Friedrich Heim, Krailling (Obb.),
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Friedrich Heim, Krailling (Obb.),
has been named as the inventor

dieser gegebenenfalls zusammengeschaltete Widerstand parallel zu der mit dem Emitter verbundenen Übertragerwicklung gelegt. Durch die Anwendung der weiteren bei einem bestimmten Schwellwert von Eingangsimpulsen durchflossenen Wicklung gemäß der Erfindung wird eine günstige Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors ermöglicht, da die durch die Flanken des Eingangsimpulses bewirkten Stromänderungen in dieser Wicklung induktiv auf die übrigen mit den Elektroden des Transistors verbundenen Wicklungen einwirken. Die Eingangsklemme ist zu diesem Zweck über eine Halbleiterdiode und eine Übertragerwicklung mit der Anzapfung eines regelbaren, den Arbeitspunkt des Transistors festlegenden Spannungsteilers verbunden.this possibly interconnected resistor in parallel with the transformer winding connected to the emitter placed. By applying the other at a certain threshold of input pulses traversed winding according to the invention, a favorable setting of the operating point of the transistor is made possible because the through the Flanks of the input pulse caused current changes in this winding inductively on the other windings connected to the electrodes of the transistor act. The input terminal is for this purpose via a semiconductor diode and a transformer winding with the tapping of a controllable voltage divider which determines the operating point of the transistor.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Die Basis des Transistors Tr ist mit der Wicklung W2, der Emitter dieses Transistors mit der Wicklung WZ und der Kollektor mit der Wicklung W^. verbunden. Eine weitere Wicklung Wl dieses Übertragers ist über die Halbleiterdiode GIl an die Eingangsklemme E angeschaltet, während die Ausgangsklemme α mit dem Wicklungsende der Wicklung W 4 verbunden ist. Der Wicklungssinn der vier Übertragerwicklungen ist durch die Kennzeichnung des jeweiligen Wicklungsanfanges und Wicklungsendes dargestellt.The base of the transistor Tr is with the winding W2, the emitter of this transistor with the winding WZ and the collector with the winding W ^. tied together. Another winding Wl of this transformer is connected to the input terminal E via the semiconductor diode GIl, while the output terminal α is connected to the winding end of the winding W 4. The direction of winding of the four transformer windings is shown by the identification of the beginning and end of the winding.

Die Einstellung des Arbeitspunktes für den Transistor Tr erfolgt durch Einregelung des Widerstandes R2 eines aus den Widerständen Rl und R2 gebildeten Spannungsteilers, an dessen Abzweig die Eingangsklemme E geschaltet ist. Die Ausgangsimpulse werden am Widerstand RZ abgegriffen, mit dem die Ausgangsklemme ο in Verbindung steht. Die Wicklung WZ ist durch eine Halbleiterdiode GIl überbrückt, der ein temperaturabhängiger Widerstand R4t parallel geschaltet ist.The operating point for the transistor Tr is set by adjusting the resistor R2 of a voltage divider formed from the resistors R1 and R2 , to the branch of which the input terminal E is connected. The output pulses are tapped at the resistor RZ , with which the output terminal ο is connected. The winding WZ is bridged by a semiconductor diode GIl to which a temperature-dependent resistor R4t is connected in parallel.

009 650/304009 650/304

Im Ruhezustand ist der Transistor Tr gesperrt. Infolgedessen besitzt das Potential am Ausgang a einen negativen Wert. Trifft nun am Eingang ein positiver Impuls ein, der einer die Arbeitsspannung festlegenden negativen Gleichspannung überlagert ist und der eine solche Amplitude besitzt, daß er positiver ist als das zwischen den Widerständen Rl und R2 herrschende Potential, so wird der Gleichrichter Gl 1 entsperrt, und die Wicklung Wl wird vom Anfang zum Ende durch einen positiven Strom durchflossen. Dieser einsetzende Stromfluß induziert in den Wicklungen W2, WZ und Wi jeweils eine Spannung in dem Sinn, daß bei allen drei Wicklungen der Wicklungsanfang A gegen das Wicklungsende E ein positives Potential besitzt. Wie aus der Kennzeichnung der Wicklungsenden der beiden Wicklungen W2, WZ hervorgeht, addieren sich die Spannungen in den Wicklungen W2, WZ zur Basis-Emitter-Spannung des Transistors Tr. Überschreitet diese einen gewissen Wert, so wird der Transistor leitend, und die Ausgangsklemme α nimmt ein positives Potential an.In the idle state, the transistor Tr is blocked. As a result, the potential at output a has a negative value. If a positive pulse now arrives at the input, which is superimposed on a negative DC voltage which defines the working voltage and which has such an amplitude that it is more positive than the potential between the resistors Rl and R2 , the rectifier Gl 1 is unlocked and the A positive current flows through the winding Wl from beginning to end. This onset of current flow induces a voltage in each of the windings W2, WZ and Wi in the sense that the beginning of the winding A against the winding end E has a positive potential in all three windings. As can be seen from the identification of the winding ends of the two windings W2, WZ , the voltages in the windings W2, WZ add up to the base-emitter voltage of the transistor Tr.If this exceeds a certain value, the transistor becomes conductive and the output terminal α assumes a positive potential.

Voraussetzung für das Funktionieren der Schaltung ist, daß die Windungszahl der Wicklung Wi größer ist als die Windungszahl der Wicklung WZ. Wenn also im Kollektor des Transistors Tr durch Öffnen der Emitter-Kollektor-Strecke ein Strom zu fließen beginnt, so beginnt auch im Emitterpunkt der gleiche Strom zu fließen. Die Wicklung WZ wird von einem positiven Strom vom Ende zum Anfang durchflossen, während der gleiche positive Strom die andere Wicklung Wi von Anfang nach Ende durchfließt. Damit wird die wirksame Gesamtinduktivität der Wicklungen WZ und Wi durch die Differenz der Windungszahlen der Wicklungen W4 und WZ bestimmt. Den Wicklungssinn der Gesamtinduktivität bestimmt die Wicklung Wi, da diese, wie erwähnt, die höhere Windungszahl gegenüber der Wicklung WZ besitzt.The prerequisite for the functioning of the circuit is that the number of turns of the winding Wi is greater than the number of turns of the winding WZ. So if a current begins to flow in the collector of the transistor Tr by opening the emitter-collector path, the same current also begins to flow in the emitter point. A positive current flows through the winding WZ from end to beginning, while the same positive current flows through the other winding Wi from beginning to end. The effective total inductance of the windings WZ and Wi is thus determined by the difference in the number of turns of the windings W 4 and WZ . The winding sense of the total inductance is determined by the winding Wi, since, as mentioned, it has the higher number of turns compared to the winding WZ .

Wenn in der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr ein Strom zu fließen beginnt, so wird in der um die Windungszahl der Wicklung WZ verminderten Wicklung W4 eine Spannung induziert, und zwar in dem Sinn, daß der Anfang gegen das Ende eine positive Spannung führt. Diese Spannung wird auf die Wicklung W2 rückgekoppelt und bewirkt damit eine weitere öffnung des Transistors Tr. Dadurch findet ein weiterer Stromanstieg in den Wicklungen WZ und W 4 statt und damit auf dem Rückkopplungswege eine weitere Spannungsänderung an der Basis des Transistors Tr. When a current begins to flow in the emitter-collector path of the transistor Tr, a voltage is induced in the winding W 4 reduced by the number of turns of the winding WZ , in the sense that the beginning towards the end is a positive voltage leads. This voltage is fed back to the winding W2 and thus causes the transistor Tr to open further. As a result, there is a further increase in current in the windings WZ and W 4 and thus a further voltage change at the base of the transistor Tr on the feedback path.

Der Kollektorstrom des Transistors Tr steigt somit sehr rasch an bis der Transistor voll geöffnet ist. Von diesem Zeitpunkt ab wird der Kollektorstrom im wesentlichen nur noch vom Widerstand RZ begrenzt, da nun keine weiteren rückkopplungsfähigen Stromänderungen stattfinden.The collector current of the transistor Tr thus rises very quickly until the transistor is fully open. From this point on, the collector current is essentially only limited by the resistor RZ , since no further current changes that can be fed back now take place.

Dieser Zustand bleibt für eine bestimmte Zeit erhalten, und zwar so lange, bis die Spannung an der Basis des Transistors Tr infolge Abbau des magnetischen Feldes auf einen so niedrigen Wert abgesunken ist, daß sich der Kollektor und damit auch der Emitterstrom wieder zu ändern beginnen. Von diesem Zeitpunkt ab setzt die oben beschriebene Rückkopplung mit diesmal umgekehrten Spannungen wieder ein. Der Strom nimmt sehr schnell wieder ab, wobei ein Überschwingen einer Impuls-Rückflanke durch den Gleichrichter G12 verhindert wird. Der Gleichrichter G/2 verhindert somit, daß die Schaltung, wenn sie durch einen Eingangsimpuls erregt wurde, selbständig weiterschwingt und damit nicht einen, sondern eine ganze Folge von Impulsen aussendet.This state is maintained for a certain time, until the voltage at the base of the transistor Tr has dropped to such a low value as a result of the reduction of the magnetic field that the collector and thus also the emitter current begin to change again. From this point on, the above-described feedback starts again with this time reversed voltages. The current decreases again very quickly, with the rectifier G12 preventing an overshoot of a pulse trailing edge. The rectifier G / 2 thus prevents the circuit, if it has been excited by an input pulse, from continuing to oscillate independently and thus not sending out one, but a whole series of pulses.

Wenn man nun äußerste Empfindlichkeit erreichen will, so genügt es nicht, die Selbsterregung durch den Gleichrichter G/2 zu unterdrücken. Dieser öffnet sich nicht, wenn die in Durchlaßrichtung anliegende Spannung unter der sogenannten Schwellenspannung der Diode liegt. Infolgedessen ist dem Gleichrichter G/2 noch ein Widerstand Ri, der eine vorzugsweise temperaturabhängige Charakteristik besitzt, parallel geschaltet. If you want to achieve extreme sensitivity, it is not enough to suppress the self-excitation by the rectifier G / 2. This does not open if the voltage applied in the forward direction is below the so-called threshold voltage of the diode. As a result, a resistor Ri, which preferably has a temperature-dependent characteristic, is connected in parallel with the rectifier G / 2.

Claims

Patent claims:

1. Monostable blocking oscillator circuit of high sensitivity for generating short-term pulses with a transistor whose base, collector and emitter are each connected to a winding of a transformer, characterized in that a further transformer winding (WV) is provided for supplying the trigger pulses in the input circuit of the blocking oscillator circuit and that the windings are designed in such a way that a voltage applied to the input winding (Wl) induces voltages in the windings (W2 and WZ) connected to the base and the emitter, which add to the base-emitter voltage until the transistor becomes conductive that the total inductance of the transmitter windings connected to the emitter and the collector is determined in a manner known per se by the difference in the number of turns of these two windings and that at least one of the transmitter windings connected to the transistor electrodes is a semiconductor diode (G / 2) with such a barrier direction is connected in parallel so that the voltage induced in this winding during the formation of the pulse trailing edge is short-circuited.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the semiconductor diode is a Resistor is connected in parallel.

3. Circuit arrangement according to Claim 1 and 2, characterized in that that of the semiconductor diode resistor connected in parallel has a temperature-dependent characteristic.

4. Circuit arrangement according to Claim 1 and 2, characterized in that the semiconductor diode the transformer winding connected to the emitter is connected in parallel.

5. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the transformer has one at Has a further winding through which input pulses flow at a certain threshold value, so that the current changes caused by the edges of the input pulse in this Winding inductively on the other windings connected to the electrodes of the transistor act.

6. Circuit arrangement according to claim 1 and 5, characterized in that the input terminals Via a semiconductor diode and a transformer winding with the tap of a controllable, den Operating point of the transistor defining the voltage divider is connected.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 036 919.

1 sheet of drawings

® 009 650/304 11.60