DE1192249B - Verzoegerungsglied - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 21 al-36/18

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C 27938 νΠΙ a/21 al
14. September 1962
6. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum verzögerten Abschalten eines Signals und die zur Entladung eines Kondensators erforderliche Zeit.

Es sind verschiedene Typen von Verzögerungsgliedern bekannt, die mit Gleichstrom gespeist wer- den und auf dem Prinzip von monostabilen Kippkreisen arbeiten, wobei die Verzögerung von Gleichspannungs- oder Gleichstromsignalen durch ein i?C-Glied erzielt wird. Diese Glieder bewirken kontaktlos nur die Zeitverzögerungsfunktion eines Schaltimpulses oder die Verzögerung (Dehnung) eines jeden Impulses einer Impulsfolge. Ein Nachteil solcher Verzögerungsglieder besteht darin, daß eine verzögerte Einschaltung oder verzögerte Ausschaltung nur durch die Einfügung eines weiteren Schalters, mit oder ohne Kontakte, erzielt werden kann. Wenn es sich aber um eine Verlängerung (Dehnung) einer Impulsfolge handelt, ohne daß die einzelnen Impulse dieser Impulsfolge geändert werden (d. h., wenn das Signal durch eine Impulsfolge gewisser Zeitdauer gebildet ist und seine Dauer durch zusätzliche, weitere, an die Signalimpulsfolge anschließende Impulse gleicher Form und Frequenz verzögert sein soll), ist dieses Prinzip ungeeignet. So z. B. zur Verwendung in einer Kombination mit den Quellen eines Eingangssignals, das die Form einer Wechselstrom- oder Wechselspannung aufweist, ζ. Β. mit Wechselstrom gespeisten magnetischen logischen Gliedern, brauchen die erwähnten Verzögerungsglieder eine Gleichrichtung und eine sehr gute FiI- tration der Eingangsimpulsfolgen und ebenso der Speisewechselspannung, wobei in manchen Fällen noch das Ausgangssignal der Schalter wieder moduliert werden muß. Der Materialaufwand der Gleichrichtung, Filtration und eventuellen Modulation ist ziemlich groß. In gewissen Fällen, z. B. bei unmittelbarer Verbindung mit magnetischen logischen Gliedern, verursacht diese Filtration Schwierigkeiten wegen der reaktiven Belastung durch die Filter.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, daß mit sehr wenigen und einfachen Mitteln ein Verzögerungsglied geschaffen wird, welches den Forderungen an die Eigenschaften, die eine Zusammenarbeit hauptsächlich mit den magnetischen logischen Gliedern verlangt, Folge leistet.

Es sind folgende Arbeitsprinzipien ausgenutzt worden. Das Verzögerungsglied ist impulsförmig gespeist, die logischen Signale sind Impulsfolgen. Die Speiseimpulse sind so verschoben, daß sie in die Lücken zwischen den Signalimpulsen fallen. Dadurch wird die zeitliche Trennung des Aufladeintervalls vom Arbeitsintervall ermöglicht und der Einfluß des Verzögerungsglied

Anmelder:

Ceskoslovenskä akademie ved, Prag

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. Siebert, Patentanwalt,

Starnberg (Obb.), Ahneidaweg 12

Als Erfinder benannt:

Jiri Haskovec, Prag-Dejvice;

Adolf Klimek, Prag-Smichov

Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 27. September 1961
(5752)

Aufladeprozesses auf den Ausgang vermieden. Außerdem ist der Entladestrom auch impulsförmig, wodurch die Dauer der Entladung, das ist der Zeitverzögerung, ohne Vergrößerung der Zeitkonstante des i?C-Gliedes und der Empfindlichkeit des Schaltelementes verdoppelt werden kann. Das Verzögerungsglied enthält nur ein Schaltelement (ζ. Β. einen einzigen Transistor, der aus derselben Impulsspannungsquelle gespeist wird) im Vergleich zu den mindestens zwei Transistoren oder Elektronenröhren der Kippkreise in den bekannten Verzögerungsgliedern.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Signalimpulseingang über einen Kondensator an den Steuerkreis eines Schaltelementes angeschlossen ist, an den gleichzeitig über einen Entladewiderstand in Reihe mit einer Entladediode die zur Signalimpulsfolge gegenphasige Impuslfolge angeschlossen ist, die gleichzeitig auch an den Arbeitskreis des Schaltelementes gekoppelt ist.

Der Gegenstand der Erfindung wird durch die Beschreibung ernes Ausführungsbeispieles erläutert. Zur Veranschaulichung dieser Beschreibung dient die Zeichnung, in der die

F i g. 1 ein Schema der Schaltung des Verzögerungsgliedes nach der Erfindung und

Fig. 2 die Zeitverläufe der Spannungen in der Schaltung darstellt.

In der Fig. 1 ist die Arbeitsspannungsklemme 1 über eine Entladediode 3 und einen regelbaren Entladewiderstand 5 an den Eingang 61 des Schalt-

509 568/360

elementesö angeschlossen. Als Schaltelement 6 dient absinkt. Infolge des gesperrten Zustandes des Tranz. B. ein Transistor, dessen Emitter 63 geerdet ist. sistors entstehen am Ausgang B Impulse so lange, Die Eingangsklemme 2 des Steuersignals ist über eine bis sich der Kondensator 4 restlos entladen hat und Diode 11, einen Kondensator 4 und einen Schutz- die positiven Impulse der Arbeitsspannung den Tranwiderstand 12 auch an den Eingang 61 (Basis) des 5 sistor 6 in den stromführenden Zustand überführen Schaltelementes 6 angeschlossen. Der Kondensator 4 und dadurch die Ausgangsklemme praktisch an Erde mit dem Widerstands stellt das Verzögerungsglied legen.

vor. Die Arbeitsspannungsklemme 1 ist noch über Aus dem Diagramm geht hervor, daß zwischen

eine andere Diode 9 und den Widerstand 10 mit dem dem Augenblick der Ausschaltung des Signals A und Ausgang 62 des Schaltelementes 6 verbunden, der io dem Verschwinden des Signals B eine Verzögerung weiter über einen Widerstand 8 an Erde angeschlos- eintritt. Diese Verzögerung, wie bereits erklärt, sen ist. Der Ausgang 62 des Transistors ist mit der gleicht der Entladungsdauer des Kondensators 4. Ausgangsklemme 7 der Verzögerungsschaltung ver- Dies Dauer hängt von der Kapazität des Kondenbunden. Der Widerstand 13 liegt zwischen dem Ein- sators 4, von der Größe der Widerstände 5, 12, 18 gang des Kondensators 4 (Punkt/4) und Erde. Die 15 und von dem Verhältnis der Spannung des an die Funktion dieser Schaltung kann mit Hilfe der Fig. 2 Klemme2 angeschlossenen Eingangssignals und der erklärt werden. Der Kurvenzug (1) stellt die Span- an die Klemme 1 angeschlossenen Speisespannung ab. nung an der Klemme 1 dar. Diese Wechselspannung Es ist ersichtlich, daß der Ausgangskreis in verwird durch die Dioden 3 und 9 in Impulse umgewan- schiedener Weise abgeändert werden kann. So ist es delt. Der KurvenzugA stellt die Eingangssignalspan- 20 z.B. möglich, entweder die Belastung zwischen die nung dar. Punktiert ist der Verlauf an der Klemme 2 Klemme 7 und Erde anzuschließen oder den Widerdargestellt. Alle drei verwendeten Dioden formen die stand 10 durch die Belastung zu ersetzen.
Wechselspannungen in Impulse um. Die Dioden Die Belastung 8 kann z. B. aus dem Eingangskreis

können wegfallen, wenn die Signalspannung sowie einer weiteren Transistorverstärkerstufe oder aus der die Arbeitsspannung bereits eine Impulsform haben. 25 Eingangswicklung einer magnetischen Verstärker-Zur Erzielung der richtigen Wirkung der Schaltung stufe bestehen. Auch der Eingangswiderstand kann müssen die Signalimpulse in die Intervalle der Ar- durch den Austausch des Widerstandes 13 in F i g. 1 beitsimpulse gelegt werden, was aus den Kurven- gegen eine bekannte Kombination einer weiteren zügen (1) und A hervorgeht. Diode und eines Widerstandes verbessert werden.

Der Verlauf (61) veranschaulicht den Spannungs- 30 Diese Diode wird während der Arbeitshalbperioden verlauf am Eingang 61 des Schaltelementes, d. h. am durch den aus einer Speisespannungsquelle fließen-Transistor 6. Der Verlauf B erscheint dann am Aus- den Strom in leitendem Zustand erhalten. Dieser gang 7 des Verzögerungsgliedes. Strom wird größer als der Entladestrom des Kon-

Die Arbeitsspannung (1) liegt stetig an. Ist am Ein- densators eingestellt, so daß der Kondensator in den gang 2 kein Signal, ist auch der Ausgang 7 span- 35 Arbeitshalbperioden über die Diode geerdet ist. In nungslos, da während der positiven Halbperioden den Steuerhalbperioden ist die Diode nicht leitend der Arbeitsspannung die Diode 3 durchlässig ist und und belastet daher nicht die Quelle des an die an der Basis 61 des Transistors eine kleine positive Klemme 2 angeschlossenen Steuersignals.
Spannung vorkommt, die den Transistor im strom- Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung ist für die

führenden Zustand hält. Deswegen ist auch der 40 positive Polarität des Signals unter Verwendung Punkt 7 praktisch an Erde, und die Ausgangsspan- eines Transistors 6 der Type NPN gezeichnet. Es ist nung ist Null. Während der negativen Halbperiode ersichtlich, daß an dem Prinzip des Verzögerungsder Arbeitsspannung sind die Dioden 3 und 9 ge- gliedes nichts geändert wird, falls ein negatives Signal sperrt. Daher sind der Transistor 6 und der Ausgang 7 und Transistor der Type PNP oder eine andere Type spannungslos. 45 des Schaltelementes verwendet wird, z. B. ein geFalls das Eingangssignal anliegt, das infolge der steuerter Halbleitergleichrichter der Type PNPN.
Gegenphasenlage der Signal- und Arbeitswechsel- Das im Vorstehenden beschriebene Prinzip des

spannung nur während der negativen Halbperioden Verzögerungsgliedes gestattet in einer einfachen der Arbeitsspannung vorkommen kann, wird der Weise, den Einfluß der Speisespannungsschwankun-Kondensator4 über den Basis-Emitter-Übergang so- 50 gen zu kompensieren. Wenn die Quelle des an die fort geladen, da der Widerstand 12 klein ist, und nur Klemme 2 angelegten Signals und die an die den Transistor 6 vor Überlastung schützt. Klemme 1 angeschlossene Entladespannung aus dem-

In der folgenden Halbperiode liegt an der Basis selben Netz gespeist werden, wird der Einfluß dieser 61 negative Spannung des Kondensators 4 und sperrt Spannungsänderungen auf die Entladezeit des Konden Transistor 6. Da aber am Kollektor 62 ein posi- 55 densators 4 kompensiert, so daß eine zufriedensteltiver Spannungsimpuls der Arbeitsspannung liegt !ende Stabilität der Verzögerungsdauer bei Änderun- und der Widerstand des Transistors 6 hoch ist, ent- gen der Netzspannung erzielt werden kann,
steht am Ausgang ein Impuls. Dabei wird der Kon- Ebenso leicht kann der Einfluß der Temperatur-

densator 4 über den geeignet dimensionierten Wider- Schwankungen des Rückstromes der Eingangselekstand 5 um einen nur kleinen Wert entladen. 60 trode des Schaltelementes 6, z. B, der Transistorbasis,

Dies wiederholt sich, solange am Eingang 2 die kompensiert werden. Dieser Strom schwankt be-Steuersignal-Impulsreihe anliegt. Nach ihrer Beendi- trächtlich bei Temperaturänderungen des Transistors, gung kann sich der Kondensator 4 nicht mehr laden, wodurch die Entladungsdauer des Kondensators 4 der nur während der positiven Halbperioden teil- geändert wird. Wenn an die Klemme 1 eine Wechselweise immer weiter entladen wird, während der 65 spannung angeschlossen wird und das Verhältnis negativen Halbperioden praktisch isoliert wird, so zwischen der Änderung des- Rückstromes der Entdaß seine Ladung und dadurch die negative Sperr- ladungsdiode 3 und des Steuerüberganges PN des spannung an der Basis 61 des Transistors langsam Schaltelementes 6 entsprechend gewählt wird, kann

eine sehr zufriedenstellende Stabilität der Verzögerungsdauer bei Temperaturschwankungen erzielt werden, wenn das Halbleiterschaltelement und die Diode derart angebracht werden, daß sie die gleiche Temperatur aufweisen.

Es ist ohne weiteres möglich, für das Schaltelement und für alle Dioden wahlweise Elektronenröhren zu verwenden. Sogar die Benutzung eines elektromagnetischen Relais ist nicht ausgeschlossen, mit der Bedingung, daß in Reihe mit der Wicklung (Steuerkreis) eine Diode geschaltet wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum verzögerten Abschalten eines Signals um die zur Entladung eines Kondensators erforderliche Zeit, dadurchgekennzeichnet, daß der Signalimpulseingang (2) über einen Kondensator (4) an den Steuerkreis (61) eines Schaltelementes (6) angeschlossen ist, an den gleichzeitig über einen Entladewiderstand (5) in Reihe mit einer Entladediode (3) die zur Signalimpulsfolge gegenphasige Impulsfolge (1) angeschlossen ist, die gleichzeitig auch an den Arbeitskreis (8, 9, 10) des Schaltelementes (6) gekoppelt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (6) aus einer Elektronenröhre besteht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (6) aus einem Halbleiter besteht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstrom und seine Wärmeabhängigkeit bei der Entladediode (3) und im Steuerkreis des Schaltelementes (6) in solchem Verhältnis stehen, daß deren Einfluß an die Spannung am Kondensator (4) gegenseitig kompensiert wird.

5. Schaltungsanordnung nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsimpulsfolgen und die Arbeitsimpulsfolgen eine gemeinsame Quelle haben.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1045 456,
812, 1112 546, 1129 182;
USA.-Patentschriften Nr. 2 679 586, 2 942123;
K. Scheibe und H. Wolffhardt, »Fernmeldetechnik der Telefonbau und Normalzeit«, Frankfurt/M., 1949, S. 45.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 568/360 4.65 © Bundesdruckerei Berlin