DE1132585B - Monostabiler Multivibrator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen monostabilen Multivibrator. Ein monostabiler Multivibrator ist ein in datenverarbeitenden Stromkreisen oft erforderliches Bauteil und ist, allgemein gesprochen, eine Vorrichtung, die beim Erhalt eines Eingangssignals ein Ausgangssignal bestimmter Länge erzeugt, das für gewöhnlich länger ist als das Eingangssignal, eine bestimmte Zeitspanne nach dem Eingang des Eingangssignals auftritt oder aus einer vorgegebenen Zahl von einzelnen Impulsen besteht.

Unter den monostabilen Multivibratoren unterscheidet man solche, die beim Empfang eines zweiten Eingangssignals noch während der Aussendung des durch ein erstes Eingangssignal hervorgerufenen Ausgangssignals erneut wirksam werden, während andere monostabile Multivibratoren so ausgebildet sind, daß sie beim Eingang eines zweiten Eingangssignals noch vor der Beendigung des durch ein erstes Eingangssignal verursachten Ausgangssignals nicht ansprechen. Die erstere Art von monostabilen Multivibratoren kann als erneut startbar und die zweite Art von monostabilen Multivibratoren als nicht erneut startbar bezeichnet werden. Bei einem erneut startbaren monostabilen Multivibrator wird beispielsweise ein Eingangsimpuls einen Ausgangsimpuls erzeugen, der für eine bestimmte vorgegebene Zeitdauer andauert, die sich an den Empfang des Eingangssignals anschließt. Wird während der Bildung dieses Ausgangssignals ein zweites Eingangssignal empfangen, und zwar noch bevor das Ausgangssignal, das durch den ersten Eingangsimpuls verursacht wurde, beendet ist, so wird dieser Ausgangsimpuls um eine weitere Zeitspanne verlängert, und zwar als Folge des Einganges eines zweiten Eingangssignals. Bei einem nicht erneut startbaren monostabilen Multivibrator würde ein solcher Steuerbefehl keinerlei Wirkung zeigen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen monostabilen Multivibrator des erneut startbaren Typs, obgleich sie im weitesten Sinne sich auch auf monostabile Multivibratoren bezieht, die sowohl startbar als auch nicht erneut startbar sind.

Monostabile Multivibratoren bekannter Ausbildung besitzen in einem i?C-Kreis eine Kapazität, um die Länge des Ausgangsimpulses zu bestimmen. Durch die Art des jeweiligen i?C-Kreises ist auch die Größe der Kapazität bestimmt, da über diesen Stromkreis die Aufladung der betreffenden Kapazität erfolgen muß. Es ist daher nicht ohne weiteres möglich, große Abänderungen in der jeweiligen Verzögerungs- oder Schaltzeit des monostabilen Multivibrators dadurch hervorzurufen, daß beispielsweise die jeweilige Kapa-

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 134-146

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. September 1959 (Nr. 839 941)

Ernesto Guidote Sevilla, Philadelphia, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

zitätsgröße in dem die Schaltzeit bestimmenden Stromkreis verändert wird. In verschiedenen Verwendungsfällen ist es aber wünschenswert, einen monostabilen Multivibrator zu besitzen, dessen Schaltzeit veränderbar ist, und zwar über eine recht beträchtliche Zeitspanne hinweg.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in einem monostabilen Multivibrator ein aus zwei Transistoren bestehender Eingangskreis nach Anstoß durch ein Eingangssignal einen Ladestrom für den in einem Entladekreis vorbestimmter Zeitkonstante liegenden Kondensator erzeugt, dessen Ladestromkreis derart mit dem Eingangskreis gekoppelt ist, daß der Ladestrom bis zur Ladung auf einen vorbestimmten Wert unabhängig von dem Eingangssignal aufrechterhalten, bei Erreichen dieses Wertes jedoch unterbrochen wird, und daß mit dem Entladekreis des Kondensators eine Auswerteeinrichtung verbunden ist, welche erst bei Erreichen eines vorbestimmten Entladungszustandes des Kondensators anspricht und die Erzeugung eines Ausgangssignals veranlaßt.

Die geschilderten Merkmale, Vorteile und Besonderheiten der Erfindung sowohl hinsichtlich ihrer Ausführungsform als auch ihrer Betätigungsweise werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in allen Figuren auch gleichartige Bauteile. Im einzelnen stellt dar

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Fig. 1 die Schaltungsanordnung eines monostabilen Multivibrators, der erneut startbar ist und der drei unterschiedliche Arten von Ausgangssignalen erzeugen kann,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das die Potentialänderungen an verschiedenen Punkten des Stromkreises der Fig. 1 in Abhängigkeit von Eingangsimpulsen wiedergibt, und

Fig. 3 den Stromkreis eines anderen Eingangsstromkreises für einen erneut startbaren monostabilen Multivibrator nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform eines erneut startbaren Multivibrators enthält einen die Schaltzeit bestimmenden Kondensator 10, welcher mit einem Eingangsstromkreis 11 verbunden ist. Der Eingangsstromkreis 11 liefert den Ladestrom für den Kondensator 10 in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, das an die Klemme 13 angeschaltet wird. Diese Eingangsklemme 13 ist über einen Kondensator 15 mit der Basis 19 eines Transistors Tl des Eingangskreises 11 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 15 und dem Transistor Π liegt über die Reihenschaltung einer Induktivität 16 und eines Ohmschen Widerstandes 17 über die Klemme 18 an einer negativen Potentialquelle —El. Derselbe Verbindungspunkt liegt ferner an der einen Belegung des Kondensators 10.

Der Transistor Tl ist vom NPN-Typ. Der Emitter 20 des Transistors Tl ist an Erde geschaltet, und sein Kollektor liegt an einem Widerstand 24. Dieser Widerstand 24 ist mit der Basis 26 eines anderen Transistors T 2 gekoppelt. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 24 und der Basis 26 des Transistors Γ 2 liegt über einen weiteren Widerstand 28 an der Klemme 30, die an ein positives Vorspannungspotential +E2 geschaltet ist. Das Vorspannungspotential bewirkt, daß der Transistor Tl beim Fehlen eines positiven Eingangsimpulses an der Klemme 13 gesperrt ist.

Der Transistor Γ 2 ist vom PNP-Typ, und sein Emitter 32 liegt an einer positiven Vorspannungsquelle +E 3. Diese Vorspannung macht den Transistor T 2 im normalen Zustand ebenfalls nicht leitend.

Der Kollektor 36 des Transistors Γ 2 ist über einen Widerstand 38 an eine negative Vorspannungsquelle —El geschaltet. Der Kollektor 36 ist außerdem mit der Anode einer Diode 39 verbunden, deren Kathode mit der Ausgangsklemme 41 des Eingangsstromkreises 11 verbunden ist. Die Klemme 41 ist mit der anderen Belegung des Kondensators 10 verbunden, die jener Belegung entgegengesetzt ist, die mit der Basis 19 des Transistors Tl verbunden ist. Die Klemme 41 führt ferner zu einem Entladungsstromkreis für den Kondensator 10, der aus der Reihenschaltung eines festen Widerstandes Rl und eines variablen Widerstandes R2 besteht, die an eine negative Potentialquelle — E 4 angeschlossen ist. Außerdem ist die Klemme 41 mit der Basis 40 eines Transistors Γ3 des Ausgangsstromkreises verbunden. Der Transistor Γ 3 ist vom PNP-Typ, und sein Emitter 42 ist an eine positive Vorspannungsquelle +ES über die Klemme 44 angeschlossen.

Der Kollektor 46 des Transistors Γ 3 liegt über den Widerstand 50 an der Basis 52 des Transistors T 4. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 50 und der Basis 52 ist über den Widerstand 54 an eine negative Vorspannungsquelle — E 6 über die Klemme 56 angeschlossen. Hierdurch wird ein Vorspannungspotential dem Transistor Γ 3 zugeführt, daß dieser im leitenden Zustand gehalten wird, wenn der Transistor Γ 2 sich im nichtleitenden Zustand befindet. Der Transistor Γ 4 ist vom NPN-Typ, und sein Emitter 58 liegt an Erde, während sein Kollektor 60 über den Widerstand 61 mit einer positiven Vorspannungsquelle +El an der Klemme 62 verbunden ist. Der Transistor Γ 4 ist so lange leitend, ίο wie der Transistor Γ3 ebenfalls leitend ist.

Der Kollektor 60 des Transistors Γ 4 ist mit verschiedenen Zweigen des Ausgangsstromkreises verbunden.

Der erste Zweig des Ausgangsstromkreises enthält einen Transistor T S, dessen Basis 65 über den Widerstand 66 mit dem Kollektor 60 des Transistors Γ 4 verbunden ist. Der Transistor Γ 5 ist vom PNP-Typ, und sein Emitter 68 ist mit einer positiven Vorspannungsquelle +E3 an der Klemme 69 verbunden, während der Kollektor 70 über den Widerstand 72 mit einer negativen Vorspannungsquelle — E 3 an der Klemme 74 in Verbindung steht. Diese Vorspannungspotentiale des Transistors Γ 5 halten diesen im Ruhezustand leitend, so daß an der Ausgangsklemme .4 ein statisches Ausgangspotential von angenähert +E3 herrscht, und zwar so lange, bis der Transistor Γ 4 in den nichtleitenden Zustand übergeht. Der Kollektor 70 ist mittels eines Rückkopplungsstromkreises, der die Parallelschaltung eines Widerstandes 77 und eines Kondensators 78 enthält, auf die Basis 52 des Transistors T4 rückgekoppelt. ,

Die Ausgangsklemme 75 ist mit der Kathode der Diode 76 verbunden, deren Anode an Erde liegt. Dadurch führt die Ausgangsklemme 75 Erdpotential, sobald der Transistor T 5 nichtleitend ist.

Der zweite Zweig des Ausgangsstromkreises, der mit dem Emitter 60 des Transistors Γ 4 verbunden ist, enthält einen PNP-Transistor T 6, dessen Emitter 80 durch das positive Potential +£3 an der Klemme 82 vorgespannt ist. Die Basis 84 des Transistors Γ 6 ist über den Widerstand 85 und den Kondensator 86 mit dem Kollektor 60 des Transistors T 4 verbunden. Es besteht auch eine Verbindung vom Verbindungspunkt des Widerstandes 85 mit dem Kondensator 86 zu einer positiven Vorspannungsquelle +£2 an der Klemme 88. Diese Verbindung führt über den Widerstand 89. Der Transistor Γ 6 wird infolgedessen im nichtleitenden Zustand gehalten.

Der Kollektor 90 des Transistors T 6 ist sowohl mit der Ausgangsklemme 92 als auch mit dem Widerstand 93 verbunden, der seinerseits an Erde geschaltet ist. Der Ausgangß führt somit an der Klemme 92 im Ruhezustand Nullpotential.

Der dritte Zweig des Ausgangsstromkreises enthält den PNP-Transistor Γ 7, dessen Emitter 95 mit einer positiven Vorspannungsquelle E 3 über die Klemme 96 verbunden ist. Die Basis des Transistors Tl liegt in einem Reihenstromkreis, der den Widerstand 98 und die Kapazität 99 enthält und an den Kollektor 60 des Transistors Γ 4 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 98 und dem Kondensator 99 führt über einen Widerstand 100 zum Erdpotential. Der Kollektor 102 des Transistors Tl ist mit der Klemme 103 des Ausgangs C verbunden. Diese Ausgangsklemme 103 ist außerdem über den Widerstand 104 mit Erdpotential verbunden. Die Vorspannungspotentiale halten den Transistor Tl normalerweise im leitenden Zustand, so

daß an der Ausgangsklernme C ein Potential von 4£3 auftritt.

Die Wirkungsweise des erneut startbaren monostabilen Multivibrators der Fig. 1 bei der Anschaltung eines Eingangsimpulses wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeitdiagramme der Fig. 2 erläutert.

Beim Fehlen eines Eingangsimpulses an der Eingangsklemme 13, d. h. während der Zeit ^-I₁ (Fig. 2) befinden sich die Transistoren Tl und Γ 2 im gesperrten, d. h. nichtleitenden Zustand. Dies wird durch die verschiedenen Vorspannungsquellen El, El und £3 bewirkt. Solange die Transistoren Tl und Tl nichtleitend sind, steuern die an dem Transistor T 3 liegenden Vorspannungen, nämlich die Vorspannungen £ 1, E4, ES und E6, diesen Transistor in den leitenden Zustand. Die Öffnung des Transistors T 3 führt auch zu einer Öffnung des Transistors Γ 4, da sich das Potential an der Basis 52 infolge des Kollektorstromes vom Kollektor 46 zur Klemme 56 anhebt. Das Öffnen des Transistors T 3 führt außerdem zum Öffnen des Transistors T 5, und zwar infolge des Kollektorstromes, der im Transistor Γ 4 fließt, so daß an der Klemme 75 ein stationäres Ausgangspotential von +£3 Volt in Erscheinung tritt. as

Die am Transistor Γ 6 liegenden Vorspannungen £2 und £3 steuern diesen Transistor in den nichtleitenden Zustand, so daß an der Klemme 92, d. h. am Ausgang B, normalerweise Nullpotential in Erscheinung tritt.

Das dritte Ausgangspotential resultiert aus dem normalerweise leitenden Zustand des Transistors Tl, der durch entsprechende Vorspannungen herbeigeführt ist. Dieser normalerweise leitende Zustand des Transistors Tl liefert am Ausgange der Klemme 103 ein stetiges Ausgangspotential von +£3 Volt, und zwar so lange, wie am Eingang 13 kein Eingangsimpuls erscheint.

Wird zur Zeit t_t ein kurzer Eingangsimpuls an die Eingangsklemme 13 angeschaltet, so steigt das Potential an der Basis des Transistors Π an, und zwar als Folge des Potentialabfalles längs der Induktivität 16 und des Widerstandes 17, so daß der Transistor T1 in den leitenden Zustand übergeführt wird. Wenn sich der Transistor Tl im leitenden Zustand befindet, fließt aus der positiven Vorspannungsquelle +£2 über die Klemme 30, den Widerstand 28, den Widerstand 24 und den Transistor Tl Strom. Durch diesen Strom wird das Potential an der Basis 26 des Transistors Tl verringert, und zwar in einem solchen Maße, daß dieser Transistor ebenfalls in den leitenden Zustand übergeführt wird.

Ein Teil des Kollektorstromes des Transistors Tl fließt über die Diode 39 zur Klemme 41 und gelangt über den Kondensator 10 zur Basis 19 des Transistors Tl und von hier über den Emitter 20 des Transistors Tl nach Erde. Da in diesem Stromkreis der Kondensator 10 liegt, wird dieser Kondensator aufgeladen. Außerdem stellt dieser Stromkreis eine Rückkopplung für den Transistor Π dar, so daß dieser schneiler in seinen anderen Zustand übergeführt wird und in diesem Zustand verbleibt, selbst wenn der Eingangsimpuls an der Klemme 13 beendet ist. Der Kondensator 10 wird deshalb weiterhin aufgeladen, und zwar bis zu einem Potential, das annähernd +£3 beträgt; sobald das Potential an der Klemme sich dem Potential +£3 nähert, wird der Ladestrom über die Diode 39 wesentlich herabgesetzt.

Infolgedessen wird die Rückkopplung zum Transistor Π beendet, und beide Transistoren Π und Tl werden nicht mehr leitend. Die Aufladung des Kondensators 10 über die geringen Widerstände der Diode 39 und der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tl findet sehr schnell statt, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Diese Figur zeigt eine senkrecht nach oben verlaufende Stirnflanke 1 der Spannungskurve der Klemme 41 im Augenblick t_v Nach der Aufladung des Kondensators 10 behält das Potential an der Klemme 41 zunächst einen konstanten Wert +£3 bei, wie dies durch die waagerechte Dachflanke 2 der Potentialkurve in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses konstante Potential wird für eine kurze Zeit aufrechterhalten. Ursache für dieses konstante Potential +£3 an der Klemme 41 ist der Umstand, daß die Leitfähigkeit der Transistoren Π und Tl noch kurze Zeit aufrechterhalten wird, und zwar infolge der noch vorhandenen Ladungsträger in diesen Transistoren. Dies ist auch der Grund, daß die Basis 19 des Transistors Tl zunächst noch Erdpotential führt. Nachdem alle Ladungsträger der Transistoren Π und Tl ihre Ladung abgegeben haben, werden die Transistoren Γ 2 und Γ 3 in den nichtleitenden Zustand übergeführt, und es findet infolgedessen ein plötzlicher Spannungsabfall an der Klemme 41 statt, was aus der abfallenden Kante 3 der Potentialform der Fig. 2 hervorgeht. Dieser Spannungsabfall ist durch die negative Vorspannung der Klemme 18 bedingt, die das Potential an der Basis 19 und an der unteren Belegung des Kondensators 10 erniedrigt. Nachdem das Potential an der Klemme 41 auf diese Weise plötzlich abgefallen ist, und zwar als Folge der Sperrung der Transistoren Tl und Tl, fällt auch das Potential an der Klemme 41 infolge der Entladung des Kondensators 10 über die Widerstände R1 und Rl ab. Da das Vorspannungspotential£4 negativer ist, findet die Potentialabnahme an der Klemme 41 nach einer Exponentialfunktion statt, die in erster Annäherung als gerade Linie gedacht werden kann und die als Abschnitt 4 in Fig. 2 dargestellt ist. Da der Kondensator sich zum Potential — £4 entlädt, ergibt sich eine sehr große Potentialdifferenz zwischen der vollen Ladespannung und der Entladespannung, so daß die Ersetzung der Exponentialkurve für diesen Bereich durch eine gerade Linie möglich ist. Die Kapazität 10 und die Widerstände R1 und R 2 bestimmen somit die Zeitspanne, die notwendig ist, um die Klemme 41 mit einem solchen Potential zu versehen, das den Transistor Γ 3 erneut leitend macht.

Zusammengefaßt bedeutet dies, daß der Transistor Γ 3 in den nichtleitenden Zustand übergeht, wenn an der Klemme 41 zur Zeit t_t ein Potentialanstieg stattfindet, und daß er erst wieder leitend wird, wenn das Potential an diesem Punkt zur Zeit i₄ seinen anderen normalen Wert wieder eingenommen hat. Infolgedessen ist der Transistor Γ 4 während der Zeitspanne t₁-t_l in gesperrtem oder nichtleitendem Zustand. Infolge der Vorspannung £6, die an die Klemme 46, und der Vorspannung £2, die an die Klemme 62 geschaltet ist, wird der Transistor Γ 4 in den nichtleitenden Zustand übergeführt.

Da der Transistor Γ 4 während der Zeitspanne t_i-t_i sich im nichtleitenden Zustand befindet, ist der Transistor TS während dieser Zeitspanne ebenfalls im nichtleitenden Zustand, und zwar durch die Vorspannung £2 an der Klemme 62, die Vorspannung — £3 an der Klemme 74 und die Vorspannung +£3 an

der Klemme 69. Da der Transistor Γ 5 nichtleitend ist, nimmt die Klemme 75, d. h. der Ausgang A Nullpotential an, was in Fig. 2 zwischen den Zeitpunkten t_± und i₄ eingezeichnet ist. Diese Zeitspanne stellt die Verzögerungszeit des monostabilen Multivibrators dar. Da zur Zeit i₄ der Kondensator 10 entladen und die Klemme 41 wieder ein Potential angenommen hat, das den Transistor Γ 3 leitend macht, werden beide Transistoren Γ 4 und Γ 5 ebenfalls leitend und erzeugen am Ausgang .,4 ein Potential +E3, wie dies io zur Zeit t_i in Fig. 2 eingetragen ist.

Der Rückkopplungsstromkreis, der den Widerstand 77 und den Kondensator 78 enthält, gestattet eine

wendige Zeitspanne hängt von der Kapazität des Kondensators 10 und von der Größe der Widerstände Rl und R2 ab, solange die übrigen Bestandteile der Schaltung unverändert bleiben. Eine Änderung in der 5 Größe des Widerstandes R2 ermöglicht eine sehr feine Einstellung der Verzögerungszeit, während größere Änderungen in der Schaltzeit durch Ersetzung des Kondensators 10 durch einen Kondensator mit einem anderen Wert erreicht werden können.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Eingangsstromkreis wird der Ladestrom für den Kondensator 10 aus dem Eingangsstromkreis in Abhängigkeit von einem Eingangssignal an der Klemme 13 erzeugt. Dieser Ladestrom dient selbst dazu, den Eingangsstromkreis so

Einwirkung auf die Basis 52 des Transistors T 4 in

dem Sinne, daß dadurch dieser Transistor sehr schnell 15 lange durchzuschalten, bis durch den Ladestrom der aus dem leitenden Zustand in den nichtleitenden Zu- Kondensator 10 voll aufgeladen ist. Mit der in Fig. 1

dargestellten Anordnung ist es möglich, den Kondensator 10 durch andere Kondensatoren mit ganz unterschiedlichen Werten zu ersetzen, so daß mit dieser

stand und umgekehrt übergeführt wird.
Die Veränderung der Leitfähigkeit des Transistors

Ί4 zur Zeit t₄ verursacht einen Spannungswechsel
am Ausgang B, wie dies in Fig. 2 eingezeichnet ist. 20 Schaltung eines monostabilen Multivibrators sehr Der Transistor T 6 befindet sich zwischen der Zeit- große Änderungen in den Schaltzeiten erreicht werspanne t₀ und r₄ in seinem normalen, d. h. nicht- den können. Der betreffende Stromkreis ist außerleitenden Zustand. Wenn jedoch der Transistor Γ 4 gewöhnlich anpassungsfähig und kann für die verzur Zeit i₄ in den leitenden Zustand übergeht, wird schiedensten Anwendungszwecke in Daten verarbeidas Potential am Kollektor 60 zu Null, und der Kon- 25 tenden Geräten oder in anderen solchen Vorrichtungen densator 86 wird über den Widerstand 89 auf das Verwendung finden. Ein anderer wesentlicher Vorteil Potential +E2 aufgeladen. Da das Potential +E3 der Anordnung nach Fig. 1 liegt in der Möglichkeit, von der Klemme 82 am Emitter 80 liegt, wird der mit der Verzögerungszeit erneut zu beginnen, d. h. Transistor Γ 6 leitend. Die Leitfähigkeit des Tran.- den monostabilen Multivibrator mit Hilfe eines weisistors Γ 6 dauert nur für eine kurze Zeit und hängt 30 teren Eingangsimpulses erneut zu starten, sobald der von der Zeitkonstante des Widerstandes 85 und des Kondensator mit seiner Entladung begonnen hat, Kondensators 86 ab. Diese sind so gewählt, daß diese d. h. zu einem Zeitpunkt, der hinter dem Knick 3 in Zeitspanne sehr klein ist, damit sich eine Impulsform der Spannungskurve der Klemme 41 (Fig. 2) liegt. an dem Ausgang B einstellt, wie sie in Fig. 2 einge- Der in Fig. 1 dargestellte Stromkreis besitzt also auch zeichnet ist. Zu Beginn desjenigen Impulses, der in- 35 in dieser Weise eine sehr große Anpassungsfähigkeit, folge der Entladung des Kondensators 10 am Aus- da die Zeitspanne, in der ein erneutes Starten des gang^4 entsteht, entsteht somit auch am Ausgang B monostabilen Multivibrators durch einen weiteren ein kurzer Impuls. Eingangsimpuls noch während der Bildung des durch

An der Klemme 103 des Ausgangs C tritt ein kur- einen ersten Eingangsimpuls erzeugten Ausgangszer Impuls auf, sobald der durch die Entladung des 40 impulses möglich ist, sehr veränderbar sein kann. Kondensators 10 hervorgerufene am Ausgang^ er- Das in Fig. 2 dargestellte Zeitdiagramm zeigt vom

scheinende Impuls beendet ist. Der Transistor T 7, Zeitpunkt t. an die Potentialänderungen der verschieder normalerweise leitend ist, wird eine kurze Zeit- denen Punkte des Stromkreises, die auftreten, wenn spanne, nachdem der Transistor Γ 4 nichtleitend wird, der monostabile Multivibrator durch eine Folge von ebenfalls nichtleitend, und zwar zur Zeit t_v Der in- 45 Eingangsimpulsen zu den Zeitspannen t_s, i₆ und i₇ folge des nichtleitenden Zustandes des Transistors jeweils erneut gestartet wird.

Ί4 entstehende negative Impuls tritt an der Aus- Das Potential am Punkt 41 nimmt eine im wesent-

gangsklemme 103, wie in der Fig. 2 dargestellt, in liehen ähnliche Folge von Potentialänderungen vor, Erscheinung, und zwar als Folge der Entladung des die der Potentialänderung zwischen den Zeitpunkten J₁ Kondensators 99 durch den Widerstand 100. Der 50 und t_i entsprechen, mit der Ausnahme, daß bei jedem Transistor Γ 7 wird während der Aufladung des Kon- erneuten Start, wie beispielsweise zum Zeitpunkt i₆, densators im leitenden Zustand gehalten. Das Poten- die Transistoren Π und T'2 erneut leitend werden tial an der Ausgangsklemme 103 verschiebt sich des- und der Kondensator 10 einen neuen Ladestrom erhalb von einem Potential mit dem Betrag +£3 nach hält, der ihn bis zu seiner höchstmöglichen Ladungs-Null, und zwar kurz nach dem Zeitpunkt t_x und in 55 höhe auflädt. Das Potential an der Klemme 41 folgt Abhängigkeit von der zur Aufladung des Konden- dann jedesmal der üblichen Entladungskurve, bis ein sators 99 notwendigen Zeitspanne. neuer Eingangsimpuls, beispielsweise zum Zeit-

Ein Eingangsimpuls, der an die Klemme 13 zur punkti₇, angeschaltet wird und die Transistoren Γ1 Zeit t_t angeschaltet wird, erzeugt drei verschiedene und T 2 leitend macht und gleichzeitig die erneute Ausgangssignale an den Ausgängen A, B und C, d. h. 60 Aufladung des Kondensators 10 bewirkt. Nach dem an den Klemmen 75, 92 und 103. Die Ausgänge .,4 Zeitpunkt^ werden keine weiteren Eingangsimpulse und B werden nach dem Verlauf einer Zeitspanne mehr empfangen, und infolgedessen beginnt nun die wirksam, die notwendig ist, um den Kondensator 10 dem monostabilen Multivibrator eigene Verzögeiiber seinen Entladungsstromkreis, der die Wider- rungszeit, die an den Ausgängen A und B zum Zeitstände R1 und R 2 enthält, zu entladen, während der 65 punkt t₁₀ den entsprechenden Ausgangsimpuls er

Ausgang C wirksam wird, sobald eine Ladungsperiode nach vorheriger Entladung des Kondensators
beginnt. Die zur Entladung des Kondensators 10 notzeugt.

Zu Beginn der Serie von Eingangsimpulsen erzeugt
der Ausgang C einen zum Zeitpunkt t₅ dargestellten

Impuls. Dieser Impuls fällt mit der Anfangsflanke des negativen Impulses zusammen, der für die Zeitspanne von t₅ bis i₁₀ am Ausgang A auftritt.

Dadurch, daß der monostabile Multivibrator durch jeden einlaufenden Impuls erneut gestartet wird, ist es möglich, mit Hilfe dieser Vorrichtung den Beginn und das Ende einer Impulsreihe dadurch zu signalisieren, daß beim Eingang des ersten Impulses ein bestimmter Ausgangsimpuls erzeugt wird und am Ende der gesamten Impulsreihe nach einer bestimmten Verzögerungszeit der Eingang des letzten Impulses signalisiert wird. Diese Besonderheiten machen den erfindungsgemäßen Stromkreis zur Kennzeichnung des Beginns und des Endes einer Gruppe von Impulsen brauchbar, wie dies des öfteren in Zähl- und Rechenstromkreisen erforderlich wird. Der monostabile Multivibrator, der im vorstehenden beschrieben wurde, kann auch dazu dienen, um das Ende einer Zeitimpulsreihe anzuzeigen.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromkreis kann Schaltelemente mit den nachfolgenden Werten besitzen, wobei aber die Bemessung dieser einzelnen Schaltelemente für das gezeigte Ausführungsbeispiel nur beispielhaft zu versehen ist. Mit den nachfolgend angegebenen besonderen Werten beträgt die Schaltzeit zwischen dem Eingang und dem Ausgang des monostabilen Multivibrators etwa 600 msec.

Widerstand Ohm

17 50

24 820

28 2 800

38 10 000

50 2 000

54 8 200

61 1 000

66 2 800

77 80 000

85 200

89 5 600

93 10 000

98 6 800

100 1 000

104 10 000

Rl 680 000

R2 100 000

Induktivität mHy

16 0,5

Diode Type

39 1N484A

76 S183

Kondensator μΈ

15 0,01

78 0,0001

86 0,01

99 0,01

C 10,0

Vorspannungs-

qoelle μΈ

-El -1,5

+£2 +20

-£4 -108

+£3 +16

+ES +3

-E6 -10

Transistor Type

Π 2N440

Γ2 2N428

Γ3 2N327A

Γ4 2N440

Γ 5 2N428

T6 2N428

Tl 2N428

Selbstverständlich sind noch verschiedene Abwandlungen des Eingangsstromkreises 11 und des Ausgangsstromkreises der Fig. 1 möglich, ohne daß dadurch die an Hand der Fig. 1 beschriebene Wirkungsweise der Vorrichtung verlassen zu werden braucht. So ist in Fig. 3 ein anderer Eingangsstromkreis dargestellt, der den Eingangsstromkreis 11 in Fig. 1 ersetzen kann und der sich von diesem in Fig. 1 vorhandenen Eingangsstromkreis dadurch unterscheidet, daß als Transistoren lediglich solche des PNP-Typs verwendet werden, die eine schnellere Durchführung der Schaltfunktionen ermöglichen.

In Fig. 3 befindet sich der Transistor Γ 8 im Ruhezustand im geöffneten Zustand infolge der Vorspannung +£10 an der Emitterklemme 110 und der Verbindung der Basis 112 mit Erde über den Widerstand 114. Die Basis 112 ist außerdem über den Widerstand 116 und den Kondensator 118 an eine Eingangsklemme 113 geschaltet, an welcher die Eingangsimpulse empfangen werden. Die Basis 112 ist außerdem mit dem Emitter über die Diode 122 gekuppelt, wobei die Anode der Diode 122 an die Basis 112 und die Kathode der Diode an den Emitter 123 des TransistorsT8 angeschaltet ist. Der im Ruhezustand leitende Zustand des Transistors Γ 8 erzeugt einen Stromfluß durch den Widerstand 124, der mit dem Kollektor 126 des Transistors verbunden ist. Außerdem besteht ein Stromdurchgang durch die Parallel-

ao schaltung des Widerstandes 130 mit dem Kondensator 131 vom Kollektor 126 zu der Basis 135 des Transistors Γ 9. Diese Verbindung hält den Transistor Γ 9 im Ruhezustand im nichtleitenden Zustand infolge des Vorspannungspotentials £11 an der Emitterklemme 140, wobei dieses Potential niedriger ist als das an der Basis 135 erscheinende Potential, und zwar als Folge der Leitfähigkeit des Transistors Γ 8. Neben der Verbindung mit der Vorspannungsquelle +£11 an der Klemme 140 ist der Kollektor 142 des Transistors Ί9 über den Widerstand 144 an der Klemme 146 an das Vorspannungspotential —Ε 12 geschaltet. Wenn infolgedessen ein Eingangsimpuls am Eingangspunkt 120 erscheint, wird der Transistor T 8 in seinen nichtleitenden Zustand übergeführt, und die Spannung des Transistors Γ 9, der normalerweise nichtleitend ist, wird von diesem Transistor weggenommen, so daß der Transistor T 9 nunmehr leitend wird. Die Leitfähigkeit des Transistors Γ 9 erzeugt einen Stromfluß durch die Diode 150, wie über den Widerstand 151 und den Kondensator 110, so daß damit der Kondensator 110 aufgeladen wird. Dieser Aufladestrom ist bestrebt, den Transistor Γ 8 im nichtleitenden Zustand zu halten, so daß der Transistor Γ 9 im leitenden Zustand verbleibt und die Ladung des Kondensators fortgesetzt wird, bis die Ladespannung einen solchen Wert erreicht, daß dadurch die Diode 150 gesperrt wird. Wenn die Sperrspannung der Diode 150 erreicht wird, entlädt sich der Kondensator über die Widerstände R1 und R 2 ebenso wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1. Der Kondensator, der sich über diese Widerstände entlädt, bewirkt, daß an der Klemme 41 das ursprüngliche Potential wieder in Erscheinung tritt, und zwar nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, die durch die Größe des Kondensators 10 und der Widerstände R1 und R 2 bestimmt wird. Der Transistor Γ 8 kehrt dann ebenfalls in seinen leitenden Zustand zurück. Die Gleichrichter 122 und 152 sind im Stromkreis der Transistoren Γ 8 und Γ 9 vorgesehen, um diese Transistoren vor einer Übersteuerung zu bewahren.

Außerdem ist eine Diode 154 zwischen Erde und zwischen die Verbindung zwischen dem Widerstand 144 und dem Kollektor 122 des Transistors Γ 9 geschaltet. Diese Diode dient dazu, am Kollektor 142 des Transistors T 9 ein Erdpotential aufrechtzuerhalten, wenn der Transistor T 9 sich im nichtleitenden Zustand befindet.

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Für die Bemessung der verschiedenen Schaltelemente des Stromkreises von Fig. 3 können folgende Werte dienen. Diese Werte ermöglichen eine Verzögerungszeit von etwa 30 msec.

Widerstand 116	Ohm 1000	Vorspannungs quelle	Volt
114	10 000 2 000	+£10 +EU	+ 18 + 16
124	1000 8 200
130	390	-£12 .	-10
144	680 000	-£4	-108
151	100 000
Rl		Diode	Type
Rl	Type	122	S183
	2 N 504	152	S183
Transistor		154	S183
T8undT9..	150	1N484A

Kondensator

Wert

118 0,01 μ

131 33OpF.

C 0,5 μϊ

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Aus dem vorstehenden geht hervor, daß beim Fehlen eines Eingangssignals an der Klemme 13 sich die Transistoren T 8 und T 9 im leitenden und nichtleitenden Zustand befinden, während bei Auftreten eines Eingangsimpulses an der Klemme 13 der TransistorTS nichtleitend und der Transistor Γ 9 leitend wird. Im leitenden Zustand liefert der Transistor T9 den Aufladestrom für den Kondensator 10. Dieser Ladestrom hält den Transistor Γ 8 im nichtleitenden Zustand, und zwar so lange, bis der Kondensator 10 voll aufgeladen ist. Zu diesem Zeitpunkt kehren die Transistoren ihre Zustände um, d. h., der Transistor Γ 8 wird leitend, und der Transistor Γ 9 wird nichtleitend. Die Klemme 41 in Fig. 3 kann mit den Ausgangsstromkreisen verbunden werden, die in Fig. 1 dargestellt sind und die Transistoren Γ 3 bis Tl mit den entsprechenden zusätzlichen Schaltelementen enthalten. Es können aber auch andere ähnliche Ausgangsstromkreise vorgesehen werden, durch die eine bestimmte Anzahl jeweils gewünschter Ausgangssignale in Abhängigkeit von der dem jeweiligen Stromkreis eigenen Verzögerungszeit, die durch den Kondensator 10 und die Entladungswiderstände R1 und R 2 bestimmt ist, erzeugt werden können.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Monostabiler Multivibrator mit einem die Zeitdauer der Signalgabe bestimmenden Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus zwei Transistoren (T₁, T₂) bestehender Eingangskreis (11) nach Anstoß durch ein Eingangssignal einen Ladestrom für den in einem Entladekreis vorbestimmter Zeitkonstante liegenden Kondensator (10) erzeugt, dessen Ladestromkreis derart mit dem Eingangskreis gekoppelt ist, daß der Ladestrom bis zur Ladung auf einen vorbestimmten Wert unabhängig von dem Eingangssignal aufrechterhalten, bei Erreichen dieses Wertes jedoch unterbrochen wird, und daß mit dem Entladekreis (E4, Rl, Rl) des Kondensators (10) eine Auswerteeinrichtung (T 3, T 4) verbunden ist, welche erst bei Erreichen eines vorbestimmten Entladungszustandes des Kondensators anspricht und die Erzeugung eines Ausgangssignals veranlaßt.

2. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (10) innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne bis zu einem vorgegebenen Wert entladen wird, falls nicht durch ein anderes nachfolgendes Eingangssignal noch vor Erreichen dieses Wertes eine erneute Aufladung des Kondensators veranlaßt wird.

3. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein normalerweise gesperrter Verstärker (Tl, T2) in einem den Ausgang mit dem Eingang verbindenden Rückkopplungsstromkreis einen Kondensator (10) enthält und daß bei der Öffnung des Verstärkers durch ein Eingangssignal diese Öffnung bis zur Aufladung des Kondensators auf den vorgegebenen Wert aufrechterhalten wird.

4. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des ersten Transistorverstärkers (Tl, T 2) und den Kondensator (10) ein derart gerichteter und vorgespannter Gleichrichter (39) geschaltet ist, daß bei einer bestimmten Aufladung des Kondensators durch Sperrung dieses Gleichrichters die Aufladung des Kondensators und damit die Abgabe eines Ausgangssignals durch den ersten Transistorverstärker beendet wird.

5. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Eingangskreis angeordnete Transistoren (Tl, T2) derart an Vorspannung liegen, daß bei der Zuführung eines Eingangssignals an den ersten Transistor (Tl) der zweite Transistor (T 2) ein Ausgangssignal abgibt, und daß der den Kondensator (10) enthaltende Rückkopplungskreis zwischen dem Ausgang des zweiten Transistors (T 2) und dem Eingang des ersten Transistors (Tl) mit einem Widerstand (R 1, R 2) verbunden ist, der durch entsprechende Bemessung die Entladungszeit des Kondensators (10) bestimmt.

6. Monostabiler Multivibrator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Reihe geschaltete Transistorverstärker (T 4, T 5) der Auswerteeinrichtung infolge ihrer Vorspannung ein Ausgangssignal abgeben, während der Kondensator (10) Ladung führt, und daß von zwei mit dem Ausgang eines Transistorverstärkers (T 4) kapazitiv gekoppelten Transistorverstärkern (T 6, Tl) der Auswerteeinrichtung der eine bei Beendigung der Entladung des Kondensators (10) und der andere bei Wiedereinschaltung der Ladung nach vorheriger Entladung je ein Ausgangssignal abgeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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