DE1173935B - Astable multivibrator with at least two electronic amplifier elements - Google Patents
Astable multivibrator with at least two electronic amplifier elementsInfo
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Description
Astabile Kippschaltung mit mindestens zwei elektronischen Verstärkerelementen Bei den bekannten astabilen Kippschaltungen, unabhängig davon, ob sie als elektronische Verstärkerelemente Röhren oder Transistoren enthalten, sind immer mindestens zwei RC-Kreise als die Kippfrequenz bestimmende Schaltmittel verwendet, von denen jedes zwischen die Steuerelektrode des einen elektronischen Verstärkerelementes, z. B. die Basis des einen Transistors, und die Ausgangselektrode des anderen elektronischen Verstärkerelementes, z. B. den Kollektor des anderen Transistors, geschaltet ist. Zwei RC-Kreise als zeitbestimmende Schaltmittel für die Kippfrequenz einer astabilen Kippschaltung haben den Nachteil, daß die Halbwellen der Kippschwingung nicht gleich sind, da auch bei sorgfältigster Auswahl der einzelnen Schaltmittel, z. B. Kondensatoren, Transistoren und Widerstände, kaum zwei völlig gleichwertige Schaltmittel zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund sind die von beiden Seiten der astabilen Kippschaltung abgegebenen Impulse in bezug auf ihre Impulslänge nie völlig gleich. Ebenso verhält es sich, wenn die von beiden Seiten der astabilen Kippschaltung abzugebenden Impulse in einem bestimmten Verhältnis in bezug auf ihre Impulslänge stehen sollen, d. h., ein bestimmtes Impulslängenverhältnis kann nicht konstant eingehalten werden.Astable multivibrator with at least two electronic amplifier elements With the known astable multivibrators, regardless of whether they are electronic Amplifier elements containing tubes or transistors are always at least two RC circuits are used as the frequency-determining switching means, each of which between the control electrode of an electronic amplifier element, e.g. B. the base of one transistor, and the output electrode of the other electronic Amplifier element, e.g. B. the collector of the other transistor is connected. Two RC circuits as time-determining switching means for the toggle frequency of an astable Flip-flops have the disadvantage that the half-waves are not equal to the relaxation oscillation are, because even with the most careful selection of the individual switching means, z. B. capacitors, Transistors and resistors, hardly two completely equivalent switching means available stand. For this reason, they are from both sides of the astable trigger circuit The pulses emitted are never completely identical in terms of their pulse length. Behaves in the same way it is when the pulses to be emitted from both sides of the astable trigger circuit should be in a certain ratio with respect to their pulse length, d. H., a certain pulse length ratio cannot be kept constant.
Außer den unterschiedlichen Toleranzen der Bauelemente, die innerhalb der zeitbestimmenden Schaltmittel verwendet sind, wirken auf die Impulslänge bzw. das Impulslängenverhältnis der Kippschwingung auch noch- die temperaturabhängigen Sperrwiderstände der Verstärkerelemente selbst ein, z. B. die Sperrwiderstände der verwendeten Transistoren. So ist z. B. bei einer Anordnung des RC-Kreises in der vorher erwähnten Art zwischen der Ausgangselektrode des einen und der Steuerelektrode des anderen Transistors der Sperrwiderstand des letztgenannten Transistors immer dem Widerstand des RC-Kreises parallel geschaltet, so daß durch die Temperaturabhängigkeit des Sperrwiderstandes stets der Wert des die Kippzeit bestimmenden RC-Kreises geändert wird. In derselben Weise wirkt der Sperrwiderstand eines Transistors auch auf die zeitbestimmenden Schaltmittel einer monostabilen Kippschaltung ein.Besides the different tolerances of the components that are within the time-determining switching means are used, affect the pulse length or the pulse length ratio of the breakover oscillation also - the temperature-dependent ones Blocking resistances of the amplifier elements themselves, e.g. B. the blocking resistors used transistors. So is z. B. with an arrangement of the RC circuit in the aforementioned type between the output electrode of the one and the control electrode of the other transistor, the blocking resistance of the last-mentioned transistor always the resistance of the RC circuit connected in parallel, so that by the temperature dependence of the blocking resistance, the value of the RC circuit that determines the breakdown time is always changed will. In the same way, the blocking resistance of a transistor also acts on the time-determining switching means of a monostable multivibrator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits zeitbestimmende Schaltmittel in der Kippschaltung anzuordnen, die eine nahezu völlige Symmetrie der abzugebenden Impulse gewährleisten, und andererseits die Kippschaltung selbst so zu gestalten, daß keine Rückwirkung, die durch Temperatureinflüsse bedingt ist, auf die innerhalb der Kippschaltung verwendeten zeitbestimmenden Schaltmittel erfolgt. Gelöst wird diese Aufgäbe dadurch, daß als ein die Kippzeit bestimmendes Schaltmittel ein Serienschwingkreis vorgesehen und an die Steuerelektrode des einen elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise die Basis des einen Transistors, sowie an die Ausgangselektrode des anderen elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise den Kollektor des anderen Transistors, angeschaltet ist, während die Steuerelektrode. des anderen elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise die Basis des anderen Transistors, mit der Ausgangselektrode des ersten elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise -den Kollektor des ersten Transistors; verbunden ist.The invention is based on the problem of, on the one hand, time-determining To arrange switching means in the flip-flop circuit that has an almost complete symmetry of the pulses to be delivered, and on the other hand the flip-flop circuit itself designed in such a way that no reaction caused by temperature influences takes place on the time-determining switching means used within the flip-flop. This task is achieved in that as a switching means that determines the breakdown time a series resonant circuit is provided and to the control electrode of the one electronic Amplifier element, preferably the base of a transistor, as well as to the Output electrode of the other electronic amplifier element, preferably the Collector of the other transistor, is turned on, while the control electrode. of the other electronic amplifier element, preferably the base of the other Transistor, with the output electrode of the first electronic amplifier element, preferably -the collector of the first transistor; connected is.
Bei monostabilen Kippschaltungen ist bereits vorgeschlagen worden, zur Stabilisierung der Impulsbreite zwischen den Kollektor,des einen Transistors und die Basis des anderen Transistors einen Serienresonanzkreis zu schalten. Eine astabile Wirkungsweise ist jedoch mit dieser Anordnung nicht zu erreichen.In the case of monostable multivibrators, it has already been proposed that to stabilize the pulse width between the collector of one transistor and to connect the base of the other transistor to a series resonant circuit. One Astable mode of operation cannot be achieved with this arrangement, however.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird jedoch ermöglicht, daß von beiden Seiten der Kippschaltung abzugebende Impulse in erster Näherung in bezug auf ihre Impulslängen gleich groß werden. Um die Gleichheit der Impulslängen völlig zu erreichen, kann im Rahmen der Erfindung der die Sperrspannung für das eine Verstärkerelement erzeugende Widerstand genauso groß wie der Arbeitswiderstand des anderen Verstärkerelementes gemacht werden. Unter dieser Bedingung ist dann die Bedämpfung des Serienschwingkreises in beiden Halbwellen gleich groß und somit eine völlige Symmetrie der abzugebenden Impulse in bezug auf ihre Impulslängen erreichbar. Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem an Hand der Zeichnug beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor: Die in der Zeichnung dargestellte, gemäß der Erfindung aufgebaute astabile Kippschaltung befindet sich im Ruhezustand, d. h., die in diesem Beispiel verwendeten Transistoren Tr1 und Tr2 sind gesperrt. Der im Ruhezustand geschlossene Kontakt .s legt an die Basis des Transistors Tr2 das Potential -I- UB an, das positiver ist als das von dem aus dem Gleichrichter Gr 1 und dem Widerstand R 4 gebildeten Spannungsteiler abgegriffene Emitterpotential des gleichen Transistors. Der Transistor Tr2 ist also gesperrt. Ebenfalls ist der Transistor Tr 1 im Ruhezustand infolge der über den Widerstand R 1 an seine Basis angelegten Spannung von + UB gesperrt. Der in dem Serienschwingkreis angeordnete Kondensator C wird im Ruhezustand über den Widerstand R 1, den Widerstand R, die Spule L und den Widerstand R 3 auf das Potential von + UB aufgeladen.With the arrangement according to the invention, however, it is made possible that pulses to be emitted from both sides of the flip-flop circuit are, as a first approximation, the same size with regard to their pulse lengths. In order to achieve the equality of the pulse lengths completely, the reverse voltage for the one amplifier element generating resistor can be made just as large as the working resistance of the other amplifier element within the scope of the invention. Under this condition, the damping of the series resonant circuit is the same in both half-waves and thus complete symmetry of the pulses to be emitted with regard to their pulse lengths can be achieved. Details of the invention emerge from the embodiment described with reference to the drawing: The astable multivibrator shown in the drawing, constructed according to the invention, is in the idle state, ie the transistors Tr1 and Tr2 used in this example are blocked. The normally closed contact .s applies to the base of the transistor Tr2 the potential -I- UB , which is more positive than the emitter potential of the same transistor tapped from the voltage divider formed by the rectifier Gr 1 and the resistor R 4. The transistor Tr2 is therefore blocked. The transistor Tr 1 is also blocked in the idle state due to the voltage of + UB applied to its base via the resistor R 1. The capacitor C arranged in the series resonant circuit is charged in the idle state via the resistor R 1, the resistor R, the coil L and the resistor R 3 to the potential of + UB .
Beim Öffnen des Kontaktes s wird durch das Abtrennen des Potentials -I- UB von der Basis B 2 des Transistors Tr2 die Sperrung dieses Transistors aufgehoben. Der Basisstrom des leitend gewordenen Transistors Tr 2 fließt über den Widerstand R 2. Der Kondensator C des Serienschwingkreises entlädt sich über die Spule L, die Widerstände R und R 1, den Gleichrichter GR 1 sowie die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr2.When the contact s is opened, the disconnection of the potential -I- UB from the base B 2 of the transistor Tr2 removes the blocking of this transistor. The base current of the transistor Tr 2 that has become conductive flows through the resistor R 2. The capacitor C of the series resonant circuit discharges through the coil L, the resistors R and R 1, the rectifier GR 1 and the emitter-collector path of the transistor Tr2.
Bei der Entladung des Kondensators C in dem vorher genannten Stromkreis erzeugt der Schwingkreisstrom an dem Widerstand R 1 eine den Transistor Tr 1 sperrende Spannung. Der Schwingkreisstrom des Serienschwingkreises erreicht ein Maximum, nimmt dann wieder ab und kehrt beim Nulldurchgang seine Stromrichtung um, d. h., er fließt jetzt als Basisstrom aus dem Transistor Trl heraus. Damit wird der Transistor Tr 1 bei der zweiten Halbwelle der durch den Serienschwingkreis bestimmten Schwingung leitend, und sein Kollektorpotential sperrt den Transistor Tr2.When the capacitor C in the aforementioned circuit is discharged, the resonant circuit current at the resistor R 1 generates a voltage which blocks the transistor Tr 1 . The resonant circuit current of the series resonant circuit reaches a maximum, then decreases again and reverses its direction of current when it crosses zero, ie it now flows out of the transistor Trl as base current. The transistor Tr 1 thus becomes conductive during the second half-cycle of the oscillation determined by the series resonant circuit, and its collector potential blocks the transistor Tr2.
Der mit der Sperrung des-Transistors Tr2 verbundene negative Spannungssprung am Kollektor vom Transistor Tr2 wirkt als unterstützender Anstoß für den von der Basis des Transistors Trl zum Kollektor des Transistors Tr2 fließenden Schwingkreisstrom. Der Schwingkreisstrom erreicht auch in dieser Richtung einen Maximalwert, geht dann wieder auf Null zurück und kehrt seine Richtung abermals um, d. h., er beginnt wieder vom Kollektor des Transistors Tr2 zur Basis des Transistors Trl zu fließen. Dadurch wird der Transistor Tr 1 erneut gesperrt und der Transistor Tr2 wiederum leitend. Der positive Spannungssprung am Kollektor des leitend werdenden Transistors Tr2 bewirkt ein Anstoßen des Serienschwingkreises in der umgekehrten, d. h. für diese Phase gewünschten Richtung.The negative voltage jump connected with the blocking of the transistor Tr2 at the collector of the transistor Tr2 acts as a supporting impetus for the resonant circuit current flowing from the base of the transistor Trl to the collector of the transistor Tr2. The resonant circuit current also reaches a maximum value in this direction, then goes back to zero and reverses its direction again, ie it begins to flow again from the collector of the transistor Tr2 to the base of the transistor Trl. As a result, the transistor Tr 1 is blocked again and the transistor Tr2 is again conductive. The positive voltage jump at the collector of the transistor Tr2 when it becomes conductive causes the series resonant circuit to be triggered in the opposite direction, ie the direction desired for this phase.
Auf Grund des bei jedem Nulldurchgang erfolgenden Anstoßens des Serienschwingkreises kann der Serienschwingkreis selbst sehr stark bekämpft sein, unter Umständen sogar bis in die Nähe des aperiodischen Grenzfalls. Daraus ergibt sich eine sehr große Freizügigkeit in der Dimensionierung der Induktivität und der Kapazität, d. h., man kann eine sehr hohe Induktivität und nur eine kleine Kapazität für den Serienschwingkreis wählen, ohne daß sie mit der hohen Induktivität verbundene starke Bedämpfung des Serienschwingkreises ins Gewicht fällt. Die kleine Kapazität hat außerdem den Vorteil, daß sie durch einen Kondensator mit sehr konstantem Dielektrikum, z. B. Styroflex, realisierbar ist. Dieses Material eröffnet dann seinerseits noch die Möglichkeit, das Temperaturverhalten eines passend gewählten Kernmaterials der Induktivität, z. B. Ferrit, zu kompensieren. Auf diese Weise ist es auch nach langer Betriebszeit der astabilen Kippschaltung erreichbar, nicht nur die Impulslängen der beiden abzugebenden Impulse unter sich gleich, sondern auch auf einer ganz bestimmten absoluten Länge zu halten.Due to the triggering of the series resonant circuit at every zero crossing the series resonant circuit itself can be very strongly fought, under certain circumstances even up to the vicinity of the aperiodic limit case. This results in a very large one Freedom of movement in the dimensioning of inductance and capacitance, d. H., you can have a very high inductance and only a small capacitance for the series resonant circuit choose without the strong attenuation of the high inductance associated with the Series resonant circuit is important. The small capacity also has the advantage of that they are replaced by a capacitor with a very constant dielectric, e.g. B. Styroflex, is feasible. This material in turn opens up the possibility of the temperature behavior of a suitably selected core material of the inductance, z. B. ferrite to compensate. That way it is even after a long period of operation the astable flip-flop can be achieved, not just the pulse lengths of the two to be emitted Impulses are the same among themselves, but also over a very specific absolute length to keep.
Wie schon im vorhergehenden ausgeführt, kann der die Sperrspannung für den Transistor Tr 1 er- zeugende Widerstand R 1 so groß gewählt werden wie der Arbeitswiderstand R3. Letzterer liegt beispielsweise in der Größenordnung von 1 kOhm. Da der stark temperaturabhängige Sperrwiderstand der Emitter-Basis-Strecke des Transistors Trl parallel zu dem Widerstand R 1 liegt und dieser Sperrwiderstandswert um ein Vielfaches höher ist, z. B. 100 kOhm, ist in der gemäß der Erfindung aufgebauten Schaltung die Sperrwiderstandsänderung des Transistors Trl, abhängig von seiner Betriebstemperatur, auf die Dämpfung des die Kippzeit bestimmenden Serienschwingkreises ohne Einfluß. Auch die stark temperaturabhängigen Durchlaßwiderstände der Transistoren Trl und Tr2 sind für die Bedämpfung des Serienschwingkreises ohne Bedeutung, da der Gleichstromwiderstand der Spule L wesentlich größer ist als der Durchlaßwiderstandswert beider Transistoren Trl und Tr2.As already stated above, the resistance R 1 generating the reverse voltage for the transistor Tr 1 can be selected to be as large as the operating resistance R3. The latter is, for example, of the order of 1 kOhm. Since the highly temperature-dependent blocking resistance of the emitter-base path of the transistor Trl is parallel to the resistor R 1 and this blocking resistance value is many times higher, e.g. B. 100 kOhm, in the circuit constructed according to the invention, the blocking resistance change of the transistor Trl, depending on its operating temperature, has no influence on the damping of the series resonant circuit which determines the breakover time. The strongly temperature-dependent forward resistances of the transistors Trl and Tr2 are also irrelevant for the damping of the series resonant circuit, since the direct current resistance of the coil L is significantly greater than the forward resistance of both transistors Trl and Tr2.
Die gemäß der Erfindung vorgenommene Anordnung eines Serienschwingkreises zwischen der Steuerelektrode des einen und der Ausgangselektrode des anderen Verstärkerelementes hat, wie im vorhergehenden auseinandergesetzt wurde, nicht nur den Vorteil, daß das Verhältnis der Halbwelle einer gewünschten Kippschwingung genau eingehalten werden kann, sondern, da die Kapazität des Serienschwingkreises bereits im Ruhezustand völlig aufladbar ist, auch noch den, daß die Kippschwingungen nach dem Einschalten der astabilen Kippschaltung exakt phasenrichtig beginnen. Auf Grund dieser Eigenschaft ist eine gemäß der Erfindung aufgebaute astabile Kippschaltung für die Anwendung als Start-Stop-Generator besonders gut geeignet.The arrangement of a series resonant circuit made according to the invention between the control electrode of one amplifier element and the output electrode of the other As explained above, not only has the advantage that the ratio of the half-wave of a desired breakover oscillation is precisely maintained can be, but because the capacity of the series resonant circuit is already in the idle state is fully chargeable, also the fact that the breakover oscillations after switching on of the astable multivibrator start with exactly the correct phase. Because of this property is an application astable multivibrator constructed in accordance with the invention particularly suitable as a start-stop generator.
Der im Rahmen der Erfindung als zeitbestimmendes Schaltmittel vorgeschlagene Serienschwingkreis, der einen Kondensator mit einem Dielektrikum besitzt, das das Temperaturverhalten eines passend gewählten Kernmaterials der Induktivität kompensiert, ist nicht nur in einer astabilen, sondern vorteilhaft auch in einer monostabilen Kippschaltung als die Kippzeit bestimmendes Schaltmittel anwendbar, wenn die Schaltung bezüglich ihres Temperaturverhaltens eine gute Zeitkonstante besitzen soll. Jedoch erstreckt sich das Schutzbegehren nicht auf die Stabilisierung der Impulsdauer in einer monostabilen Kippschaltung mit einem Serienresonanzkreis als Zeitglied.The proposed within the scope of the invention as a time-determining switching means Series resonant circuit, which has a capacitor with a dielectric, which Compensates temperature behavior of a suitably selected core material of the inductance, is not only in an astable, but also advantageous in a monostable Flip-flop can be used as switching means determining the flip-flop time when the circuit should have a good time constant with regard to their temperature behavior. However the request for protection does not extend to the stabilization of the pulse duration in a monostable multivibrator with a series resonant circuit as a timing element.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES71472A DE1173935B (en) | 1960-11-30 | 1960-11-30 | Astable multivibrator with at least two electronic amplifier elements |
| DE1961S0076816 DE1258459B (en) | 1960-11-30 | 1961-11-24 | Astable multivibrator with at least two electronic amplifier elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES71472A DE1173935B (en) | 1960-11-30 | 1960-11-30 | Astable multivibrator with at least two electronic amplifier elements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1173935B true DE1173935B (en) | 1964-07-16 |
Family
ID=7502496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DES71472A Pending DE1173935B (en) | 1960-11-30 | 1960-11-30 | Astable multivibrator with at least two electronic amplifier elements |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1173935B (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1124545B (en) | 1959-08-26 | 1962-03-01 | Ibm | Monostable multivibrator circuit for generating steep-edged pulses of constant duration |
-
1960
- 1960-11-30 DE DES71472A patent/DE1173935B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1124545B (en) | 1959-08-26 | 1962-03-01 | Ibm | Monostable multivibrator circuit for generating steep-edged pulses of constant duration |
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