DE1144329B - Rechteckwellengenerator fuer hohe Frequenzen - Google Patents

Description

• Rechteckwellengenerator für hohe Frequenzen Die Erfindung betrifft einen Rechteckwellengenerator für hohe Frequenzen mit zwei in einer astabilen Multivibratorschaltung angeordneten Transistoren. Derartige Multivibratorschaltungen können so aufgebaut sein, daß der jeweils gesperrte Transistor das Ende einer Halbwelle einleitet. Es können aber auch Multivibratoren gebaut werden, bei denen der jeweils geöffnete Transistor das Ende einer Halbwelle einleitet. Die im wesentlichen durch die jeweilige Umschaltzeit von dem einen in den anderen Zustand durch einen solchen Multivibrator erreichbare Frequenz wird aber dann die größtmöglichen Werte annehmen können, wenn durch beide Transistoren des Multivibrators das jeweilige Ende einer Halbwelle eingeleitet wird, d. h. wenn sowohl der jeweils gesperrte als auch der jeweils geöffnete Transistor gleichzeitig und gemeinsam den Umschaltevorgang von dem einen in den anderen Zustand einleiten. Diese gleichzeitige und gemeinsame Einleitung der Zustandsumschaltung eines Multivibrators ist aber nur dann möglich, wenn die Einwirkungsdauer des negativen Spannungssprunges am Kollektor eines der beiden Transistoren über das Koppelglied und die Basis des anderen Transistors auf den Kollektor dieses anderen Transistors gleich der Einwirkungsdauer des positiven Spannungssprunges am Kollektor des anderen Transistors über das andere, Koppelglied und die Basis des zuerst genannten Transistors auf den Kollektor dieses Transistors ist. Nun hat aber die Basis eines Transistors für einen negativen Spannungssprung, durch den der Transistor geöffnet wird, einen wesentlich kleineren Eingangswiderstand für einen positiven Spannungssprung, durch den der Transistor gesperrt wird. Infolge dieser unterschiedlichen Eingangswiderstände ergeben sich zwangläufig auch unterschiedliche Zeitkonstanten beim Auftreten dieser unterschiedlichen Spannungssprünge. Außerdem kommt noch hinzu, daß sich ein Transistor schneller öffnen als sperren läßt.
• Die Erfindung bezweckt, die, Zeitkonstanten beim Auftreten eines negativen und eines positiven Spannungssprunges einander anzugleichen. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei einem Rechteckwellengenerator für hohe Frequenzen mit zwei in einer astabilen Multivibratorschaltung angeordneten Transistoren den den Kollektor des einen PNP-Transistors mit der Basis des jeweils anderen PNP-Transistors koppelnden Kondensatoren je ein beim Auftreten eines negativen Spannungssprunges am zugeordneten Kollektor in Durchlaßrichtung betriebener Einweggleichrichter parallel geschaltet ist und/oder die Basiselektroden jedes der beiden Transistoren über einen Widerstand mit dem Kollektor des betreffenden Transistors verbunden sind. Zweckmäßig werden dabei die einzelnen Kopplungskondensatoren in zwei miteinander in Reihe liegende Teilkondensatoren aufgeteilt und jeweils einem Teilkondensator ein beim Auftreten eines negativen Spannungssprunges am zugeordneten Kollektor in Durchlaßrichtung betriebener Einweggleichrichter parallel geschaltet. Dadurch ergibt sich die Wirkung, daß beim Auftreten eines Spannungssprunges die Koppelkapazität größer wird, als die für einen positiven Spannungssprung bemessen ist, und zwar im Sinne einer Angleichung der im wesentlich durch die Koppelkapazität bedingten Zeitkonstanten. Als weiteres Mittel zur Angleichung der Zeitkonstanten beim Auftreten eines negativen und eines positiven Spannungssprunges besteht nach der Erfindung darin, daß durch die Verbindung der Basiselektroden der beiden Transistoren über einen Widerstand mit dem Kollektor des betreffenden Tran.-sistors eine Ohmsche Gegenkopplung geschaffen wird. Mit besonderem Vorteil kann eine Begrenzung der Kollektorspannungen zur Verkürzung der Anstiegzeit des jeweiligen Kollektorpotentials bei der Anordnung nach der Erfindung dadurch vorgenommen werden, daß die Kollektoren der beiden Transistoren des Multivibrators über gegeneinandergeschaltete Dioden miteinander verbunden sind und der Verbindungspunkt der Anoden dieser beiden Dioden über die Parallelschaltung eines eine feste Bezugsspannung liefernden Schaltelementes, beispielsweise einer Zenerdiode, mit einem Kondensator an Emitterpotential geschaltet ist. Durch eine Verkürzung der Anstiegzeit des jeweiligen Kollektorpotentials wird die Umschaltezeit weiterhin verringert. Der Kondensator, der dem eine feste Bezugsspannung liefernden Schaltelement, beispielsweise einer Zenerdiode parallel geschaltet ist, dient dazu, auch im Unischaltezeitpunkt des Multivibrators an der Zenerdiode bzw. an dem betreffenden Schaltelement noch eine Spannung aufrechtzuerhalten.
• Es sind bereits Schaltungsanordnungen für Multivibratoren bekannt, bei welchen die.Koppeldioden unter Verwendung von Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps verschiedene Polungen und in Sperrichtung betrieben werden, um zu verhindern, daß der jeweils leitende Transistor zu sehr in seine Sättigung hineingesteuert werden kann. Im Gegensatz hierzu hat der Einweggleichrichter im Koppelglied des Rechteckwellengenerators der Erfindung die Aufgabe, die Kopplung vom Kollektor des einen auf die Basis des anderen Transistors für verschieden gepolte Spannungssprünge an den Kollektoren verschieden stark zu machen und wird dementsprechend in Durchlaßrichtung betrieben.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der astabile Multivibrator, der nach Anlegen der Betriebsspannung selbst schwingt, enthält die beiden Transistoren Tl und T2. Diese liegen mit ihren Emittern an Erdpotential, während ihre Kollektoren über die Kollektorwiderstände RC 1 und RC2 rrät dem Arbeitspotential verbunden sind. Das Kollektorpotential, das den Transistoren T 1 und T 2 zugeführt wird, wird durch die Zenerdiode Z begrenzt, der noch ein Kondensator C parallel geschaltet ist, um die Spannung an dieser Zenerdiode auch während der Umschaltung, also in der Zeit, in der weder die Diode D 1 noch die Diode D 2 leitend sind, zu erhalten. Jeder der Transistoren T 1 und T 2 besitzt einen Basisableitwiderstand RBA , bzw. RBA,1 sowie einen Gegenkopplungswiderstand Rec, bzw. RB(", zwischen der Basis und dem Kollektor des je- weiligen Transistors. Der Kollektor jedes der beiden Transistoren ist jeweils über die Serienschaltung eines Kondensators Cc , bzw. Cc 2 mit der Parallelschaltung eines weiteren Kondensators CB , bzw. CB 2 Mit einer Diode D 4 bzw. D 3 mit der Basis des jeweils anderen Transistors verbunden. Durch die Parallelschaltunk der Diode D 3 mit der Tenapazität CB 2 sowie der Diode D 4 mit der Teilkapazität C.6 , wird erreicht, daß beim Auftreten eines negativen Spannungssprunges an den Kollektoren der Transistoren T 1 oder T 2 jeweils nur die Teilkapazität Cc , bzw. CC,> als Kopplungskapazität wirkt, während beim Auftreten eines positiven Spannungssprunges die Dioden D 3 und D 4 in Sperrichtung beansprucht werden, so daß nunmehr die betreffende Kopplungskapazität infolge der lEntereinanderschaltung der Kondensatoren Cc , und CB , bzw. Cc.> und CB 2 verkleinert wird.
• Da jedoch für den positiven Spannungssprung der wirksame Koppelkondensator nicht beliebig klein gemacht werden darf, da zur Einleitung des Umkippvorganges ein Kondensator sehr kleiner Kapazität nicht mehr ausreicht, ist zusätzlich zu dieser Maßnahme der Veränderung der Koppelkapazitäten je nach dem Auftreten eines positiven oder negativen Spannungssprunges noch eine Gegenkopplung über die WiderständeRBC1 und RBC2 vorgesehen, die ebenfalls in der Weise wirkt, daß beim Auftreten eines positiven Spannungssprunges die betreffende Zeitkonstante des jeweils in Anspruch genommenen Kopplungskreises verkleinert und damit der Zeitkonstante beim Auftreten eines negativen Spannungssprunges angenähert wird. Wie bereits oben erwähnt, dient die Zenerdiode Z mit dem parallel geschalteten Kondensator C in Zusammenwirken mit den Dioden Dl und D2 dazu, den negativen Spannungsanstieg an den Kollektoren der Transistoren zu verkürzen. Würden die Kollektorspannungen nicht durch die Zenerspannung der ZenerdiodeZ begrenzt werden, so würden die negativen Anstiege der Kollektorspannung, da die Kollektoren ja kapazitiv belastet sind, zuerst sehr steil, dann aber immer flacher verlaufen und theoretisch erst im Unendlichen ihren Endwert erreichen. Durch die vorgeschlagene Begrenzung der Kollektorspannung wird nun verhindert, daß die negativen Flanken der Kollektoren in denjenigen Bereich gelangen können, in denen die den Spannungsanstieg am Kollektor charakterisierende e-Funktion in den flacheren Bereich gelangt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Rechteckwellengenerator für hohe Frequenzen mit zwei in einer astabilen Multivibratorschaltung angeordneten Transistoren, dadurch gekenamichnet, daß den den Kollektor des einen PNP-Transistors (T1) mit der Basis des jeweils anderen PNP-Transistors (T 2) koppelnden Kondensatoren (CBI, CB 2) je, ein beirn Auftreten eines negativen Spannungssprunges am zugeordneten Kollektor in Durchlaßrichtung betriebener Einweggleichrichter (D 3, D 4) parallel geschaltet ist und/oder die Basiselektroden jedes der beiden Transistoren über einen Widerstand (RBC 1, RBc mit dem Kollektor des betreffenden Transistors verbunden sind.
2. 2. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kopplungskondensatoren in zwei miteinander in Reihe liegende Teilkondensatoren aufgeteilt sind und jeweils einem Teilkondensator ein beim Auftreten eines negativen Spannungssprunges an dem jeweils zugeordneten Kollektor in Durchlaßrichtung betriebener Einweggleichrichter parallel geschaltet ist. 3. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoren über gegeneinandergeschaltete Dioden miteinander verbunden sind und der Verbindungspunkt der Anoden dieser beiden Dioden über die Parallelschaltung eines eine feste Bezugsspannung liefernden Schaltelementes (Zenerdiode) mit einem Kondensator an Emitterpotential geschaltet ist.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 781222.