DE1136735B

DE1136735B - Transistor impulse amplifier with great temperature independence

Info

Publication number: DE1136735B
Application number: DET17508A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Buttler; Dr Wilhelm Muscheid
Original assignee: Total Foerstner and Co
Current assignee: Total Foerstner and Co
Priority date: 1959-11-21
Filing date: 1959-11-21
Publication date: 1962-09-20

Description

Transistor-Impulsverstärker mit großer Temperaturunabhängigkeit Impulsverstärker mit Transistoren arbeiten nur in einem begrenzten Temperaturbereich einwandfrei, weil die Transistorparameter stark von der Temperatur abhängig sind. Mit der Erfindung wird eine bestimmte Art von Transistor-Impulsverstärker angegeben, deren Arbeitsbereich mit sehr einfachen Mitteln wesentlich gegenüber bekannten Verstärkern ähnlicher Art vergrößert ist.Transistor pulse amplifier with great temperature independence Pulse amplifier with transistors only work properly in a limited temperature range, because the transistor parameters are strongly dependent on the temperature. With the invention a certain type of transistor pulse amplifier is specified, its working range with very simple means much more similar to known amplifiers Kind is enlarged.

Es ist zwar bei induktiv rückgekoppelten Sperrschwingerschaltungen bekannt, durch Einschaltung eines Kondensators den Beginn des Anschwingens zu erleichtern, jedoch liegt bei diesen Schaltungen der Kondensator im Kreis der Rückkopplungswicklung an der Emitterseite des Transistors.It is true in the case of inductively fed back blocking oscillator circuits known to facilitate the start of the oscillation by switching on a capacitor, however, in these circuits the capacitor is in the loop of the feedback winding on the emitter side of the transistor.

Der Transistor-Impulsverstärker mit großer Temperaturunabhängigkeit, mit Rückkopplung und induktivem Arbeitswiderstand zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß zwischen den Kollektoranschluß des Transistors und einem Pol der den Transistor speisenden Spannungsquelle ein Kondensator geschaltet ist. Vorzugsweise liegt dieser Kondensator parallel zu dem im Kollektorkreis angeordneten induktiven Arbeitswiderstand.The transistor pulse amplifier with great temperature independence, with feedback and inductive working resistance is characterized according to the invention characterized in that between the collector terminal of the transistor and a pole of the a capacitor is connected to the voltage source feeding the transistor. Preferably this capacitor lies parallel to the inductive one arranged in the collector circuit Work resistance.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Impulsverstärker mit einem bekannten Kollektorkreis und Fig.2 einen Impulsverstärker mit einem Kollektorkreis nach der Erfindung.Further features and advantages of the invention emerge from the description of an embodiment. In the drawings, Fig. 1 shows a pulse amplifier with a known collector circuit and Fig. 2 a pulse amplifier with a collector circuit according to the invention.

Der Impulsverstärker nach Fig.1 besteht aus einem Transistor 1 und einem Transformator mit den Wicklungen 2 und 3. Die Wicklung 3 ist die Rückkopplungswicklung, und die Wicklung 2 ist die Arbeitswicklung, von der der verstärkte Impuls abgenommen wird. Die Ansteuerung kann beispielsweise über einen Kondensator 4 zum Kollektor oder über einen an die Basis des Transistors 1 angeschlossenen Kondensator 5 vorgenommen werden. Der Emitter ist an ein positives Potential und der Kollektor über die Arbeitswicklung an ein negatives Potential angeschlossen. Parallel zur Arbeitswicklung 2 liegt ein Gleichrichter 6, dessen Durchlaßrichtung von dem negativen Potential zum Kollektor geht.The pulse amplifier according to Fig.1 consists of a transistor 1 and a transformer with windings 2 and 3. Winding 3 is the feedback winding, and winding 2 is the working winding from which the amplified pulse is taken will. The control can for example via a capacitor 4 to the collector or via a capacitor 5 connected to the base of transistor 1 will. The emitter is connected to a positive potential and the collector is connected to the working winding connected to a negative potential. In parallel to the working winding 2 is a Rectifier 6, whose forward direction is from the negative potential to the collector goes.

Dieser Gleichrichter 6 soll verhindern, daß die Schaltungsanordnung von selbst ins Schwingen gerät und sich aufschaukelt. Würde der Gleichrichter 6 nicht vorhanden sein, so könnte bei genügend starker Rückkopplung die Anordnung zu einer Selbsterregung kommen. Dies ist eine Wirkung, die gelegentlich ausnutzbar ist, z. B. bei Gleichspannungswandlern. Bei Impulsverstärkern muß aber das Schwingen unterdrückt werden. Wegen der starken Temperaturabhängigkeit der Transistorparameter steigt selbst bei Verwendung eines Gleichrichters 6 die Neigung zum Selbstschwingen mit wachsender Temperatur stark an. In ähnlicher Weise wirkt auch eine Erhöhung der Betriebsspannung.This rectifier 6 is intended to prevent the circuit arrangement starts to swing by itself and rocks itself. Would the rectifier 6 not be present, so the arrangement could with sufficiently strong feedback come to a self-excitement. This is an effect that can occasionally be exploited is e.g. B. DC converters. In the case of pulse amplifiers, however, the oscillation must be suppressed. Because of the strong temperature dependence of the transistor parameters even if a rectifier 6 is used, the tendency to self-oscillate increases increases sharply with increasing temperature. An increase also works in a similar way the operating voltage.

Um ein unerwünschtes Schwingen zu verhindern, darf die Höhe des Ansteuerungsimpulses einen bestimmten Wert nicht überschreiten, wobei dieser Wert allerdings von den Daten der etwaigen Schaltungselemente und der Schaltungsart abhängt.In order to prevent undesired oscillation, the level of the control pulse may be do not exceed a certain value, although this value depends on the Data of any circuit elements and the type of circuit depends.

Die Temperaturabhängigkeit der Transistorparameter hat aber neben der Gefahr des Selbstschwingens noch einen weiteren Nachteil zur Folge. Bei tiefen Temperaturen ist die zur Ansteuerung notwendige Höhe des Impulses um so größer, je stärker die Temperatur gesunken ist.The temperature dependency of the transistor parameters has besides The danger of self-oscillation also results in another disadvantage. At deep Temperatures, the level of the pulse required for control is all the greater, the more the temperature has dropped.

Diese beiden durch die Temperaturabhängigkeit hervorgerufenen Wirkungen, nämlich a) das unerwünschte Selbstschwingen bei erhöhten Temperaturen bzw. Betriebsspannungen und b) das Nichtansprechen des Impulsverstärkers bei tiefen Temperaturen in Transistor-Impulsverstärkern mit Rückkopplung und induktivem Arbeitswiderstand lassen sich erfindungsgemäß dadurch weitgehend ausschalten, daß der Kollektor des Transistors über einen Kondensator mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden ist.These two effects caused by the temperature dependence, namely a) the undesired self-oscillation at elevated temperatures or operating voltages and b) the non-response of the pulse amplifier at low temperatures in transistor pulse amplifiers with feedback and inductive working resistance can be used according to the invention largely turn off that the collector of the transistor via a capacitor is connected to one pole of the voltage source.

Fig.2 zeigt eine die Erfindung verkörpernde Schaltung. Dort ist zwischen den Kollektor und den Minuspol der Speisespannung ein Kondensator 7 geschaltet, dessen Kapazität vorzugsweise kleiner als die Kapazität des Ankopplungskondensators 4 oder 5 gewählt ist.Fig. 2 shows a circuit embodying the invention. There is between the collector and the negative pole of the supply voltage are connected to a capacitor 7, whose capacity is preferably less than the capacitance of the coupling capacitor 4 or 5 is selected.

Ein Selbstschwingen der Schaltung bei hohen Temperaturen läßt sich zwar mit einem sehr großen Kondensator 7 verhindern. Dann sind aber auch sehr hohe Impulsenergien zur Ansteuerung erforderlich. Ist dagegen der Kondensator 7 zu klein, ist insbesondere seine Kapazität klein gegen die Wicklungskapazität der Wicklung 2, dann tritt ebenfalls nicht die gewünschte Wirkung ein. Ist ein Temperaturbereich vorgegeben, so wird der Kondensator hinsichtlich seiner Kapazität zweckmäßig .experimentell bestimmt. Die kleinstmögliche wünschenswerte Kapazität hat einen Wert, bei dem an der oberen Temperaturgrenze ein Selbstschwingen verhindert und an der unteren Temperaturgrenze noch ein sicheres An schwingen ermöglicht wird.The circuit can self-oscillate at high temperatures prevent with a very large capacitor 7. But then they are also very high Impulse energies required for control. If, on the other hand, the capacitor 7 is too small, in particular, its capacitance is small compared to the winding capacitance of the winding 2, then the desired effect will also not occur. Is a temperature range given, the capacitor is expediently .experimentell with regard to its capacitance certainly. The smallest possible desirable capacity has a value where an the upper temperature limit prevents self-oscillation and at the lower temperature limit a safe swing is still made possible.

Die Wirkung des Kondensators 7 ist unabhängig davon, ob die Wicklungen 2 und 3 Wicklungen eines Impulstransformators, eines elektromagnetischen Zählwerkes, eines elektromagnetischen Relais oder eines anderen induktiven Elementes sind.The effect of the capacitor 7 is independent of whether the windings 2 and 3 windings of a pulse transformer, an electromagnetic counter, an electromagnetic relay or other inductive element.

Für die Auslegung der Schaltung nach Fig. 2 und die Wirksamkeit des Kondensators 7 dieser Schaltung sei nachstehend ein Beispiel gegeben. Ein: Impulsverstärker nach Fig. 2 wurde zur Speisung eines elektromagnetischen Rollenzählwerkes benutzt. Bei einer bestimmten Größe des Eingangsimpulses reichte der Arbeitsbereich von -I-5 bis -I-30° C, wenn der Kondensator 7 nicht eingebaut war, d. h. daß der Verstärker bei Temperaturen unter -I-5° C nicht ansprach und oberhalb von -I-30° C von selbst ins Schwingen geriet. Nachdem zusätzlich parallel zur Arbeitswicklung 2 ein Kondensator 7 mit 10 000 pF angeschlossen worden war, wurden die Temperaturgrenzen in beiden Richtungen wesentlich herausgeschoben. Der Arbeitsbereich reichte nunmehr von -20 bis -I-40° C, womit ein einwandfreies Arbeiten in dem üblichen Betriebstemperaturbereich und noch darüber hinaus ermöglicht wurde.For the design of the circuit according to FIG. 2 and the effectiveness of the Capacitor 7 of this circuit is given below an example. On: pulse amplifier according to Fig. 2 was used to feed an electromagnetic roller counter. With a certain size of the input pulse, the working range ranged from -I-5 to -I-30 ° C if the condenser 7 was not installed, d. H. that the amplifier did not respond at temperatures below -I-5 ° C and above -I-30 ° C by itself started to swing. After additionally parallel to the working winding 2 a capacitor 7 had been connected at 10,000 pF, the temperature limits were in both Directions pushed out significantly. The working range now ranged from -20 to -I-40 ° C, which means that it works perfectly in the usual operating temperature range and beyond that was made possible.

Die Schaltung nach Fig. 2 ist für die Verwendung eines pnp-Transistors angenommen und vorgesehen. Bei sinngemäßer Abänderung kann diese Schaltung nach der Erfindung auch für npn-Transistoren verwendet werden.The circuit of FIG. 2 is for the use of a pnp transistor adopted and envisaged. With a corresponding change, this circuit can be changed according to of the invention can also be used for npn transistors.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Transistor pulse amplifier with great temperature independence, with feedback and inductive working resistance, characterized by an between connected the collector terminal of the transistor and one pole of the voltage source Capacitor.

2. transistor pulse amplifier according to claim 1, characterized in that that the capacitor is between the collector connection and the one on the side of the collector located pole of the voltage source is connected.

3: transistor pulse amplifier according to claims 1 and 2; characterized in that the capacitor is in parallel to the inductive working resistance in the collector circuit.

4. Transistor pulse amplifiers according to claims 1 to 3, characterized in that the capacitor is smaller as an existing coupling capacitor for the drive pulse. . In References considered: U.S. Patent No. 2,846,581.