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Monostabiler oder ästabiler Transistor-Multivibrator mit einer gegenüber
Temperaturschwankungen stabilisierten Kippzeit Transistor-Kippschaltungen mit astabilen
Zuständen sind als monostäbile und als astabile Multivibratoren bekannt. Die einen
astabilen Zustand herbeiführende Rückkopplung ist nicht gleichstrommäßig, sondern
über einen Kondensator bewirkt, der sich nach der Übermittlung des Rückkopplungspotentials
über einen Widerstand wieder entlädt, so daß nach einer durch die Größe des Kondensators
und des Widerstandes- bedingten Entladezeit ein Rückkippen in den anderen Zustand
stattfindet. Jedoch besteht während der Ladezeit des Kondensators ein Nebenweg,
nämlich über die Basis-Kollektor-Strecke in dem Transistor des während des instabilen
Zustands gesperrten Zweiges, weil auch in einem gesperrten Transistor ein Kollektorreststrom
fließt. Dieser aber ist stark von der Temperatur abhängig, und es wird mithin auch
die Entladezeit des Kondensators von der Temperatur beeinfiußt. Man kann diesen
Einfiuß verringern, indem man den zeitbestimmenden Widerstand klein und damit den
ihn durchfließenden Strom groß macht gegenüber dem Kollektorreststrom Jco. Das hat
jedoch normalerweise eine Übersteuerung des Transistors zur Folge, die die Flanke
des Ausgangsimpulses verzögert. Es ist weiterhin bekannt, in den Kollektorkreis
des den Reststrom führenden Transistors zur Kompensation der Reststromschwankungen
einen temperaturabhängigen Widerstand zu legen.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einem monostabilen oder astabilen
Multivibrator zur Stabilisierung der Kippzeit bei Temperaturschwankungen ein zwischen
die Basiselektrode und den Kollektor des während des instabilen Zustandes gesperrten
Transistors geschalteter Widerstand mit seinem basisseitigen Ende zugleich an einen
an sich bekannten, zur Zuführung eines Basisstromes von dem kollektorseitigen Betriebsspannungspol
dienenden und außerdem als Entladewiderstand für den Koppelkondensator wirksamen
Widerstand angeschlossen ist, dadurch einen Parallelweg zu diesem für die Entladung
des Koppelkondensators bereitstellt und zum Zwecke der Stabilisierung so dimensioniert
ist, daß durch ein großes Verhältnis des durch den Widerstand fließenden Entladestromes
für den Koppelkondensator gegenüber dem Kollektorreststrom des Transistors der Einfluß
des temperaturabhängigen Reststromes auf die Entladezeit praktisch eliminiert wird.
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Im folgenden werden die Erfindung und weitere Schaltungen gemäß der
Erfindung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße monostabile Multivibratorschaltung
mit einem ersten Transistor 1 und einem zweiten Transistor z. Beide Transistoren
sind vom PNP-Typ und in Emitter-Basis-Schaltung, d. h. ihre Emitter liegen auf einem
gemeinsamen festen Potential 3 (z. B. Erde), während je ein Arbeitswiderstand 4
und 5 zwischen die Kollektoren und eine negative Betriebsspannungsquelle 6 geschaltet
sind. Der erste Transistor führt im Ruhezustand Strom, da sein Basisstrom über einen
Basiswiderstand 7 aus der negativen Betriebsquelle 6 entnommen wird. Demgegenüber
führt der Basiswiderstand 8 des zweiten Transistors zu einer positiven Betriebsspannungsquelle
9, so daß dieser Transistor im Ruhezustand gesperrt ist.
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Die Rückkopplung wird einerseits durch einen ohmschen Rückkopplungswiderstand
10 zwischen dem Kollektor des ersten und der Basis des zweiten Transistors erzielt,
wobei dem Widerstand zur Flankenversteilerung ein Kondensator 11 parallel geschaltet
ist; andererseits ist die Basiselektrode des ersten mit dem Kollektor des zweiten
Transistors über einen Koppelkondensator 12 verbunden. Die soweit beschriebene bekannte
Schaltung wird durch positive Impulse an der Basis des ersten Transistors oder negative
an der Basis des zweiten Transistors angesteuert, so daß der im Ruhezustand leitende
Transistor gesperrt wird und der zweite Transistor leitend wird. Der Kondensator
12, der im Ruhezustand nahezu auf die Betriebsspannung 6 aufgeladen worden war,
wird im instabilen Zustand der monostabilen Kippschaltung über den zweiten Transistor
2 und den Widerstand 7 umgeladen. Wegen des erwähnten Kollektorreststroms fließt
ein Teil des Umladestroms auch durch die Basis-Kollektor-Strecke des gesperrten
Transistors 1 und den Arbeitswiderstand 4 und bestimmt so die Dauer der
Umladung
mit. Da die Größe des Kollektorreststroms stark von der Temperatur abhängt, ändert
sich auch die Länge der Ausgangsimpulse mit der Temperatur.
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Zur Abhilfe wird gemäß der Erfindung zwischen den Kollektor und die
Basiselektrode des ersten Transistors ein Widerstand 13 eingefügt, der sich folgendermaßen
auswirkt. Im Ruhezustand besitzt der Widerstand' praktisch keinen Einfluß, da Kollektor
und Basis des dann leitenden Transistors 1 etwa gleiches Potential haben, durch
den Widerstand 13 also kein wesentlicher Strom fließen kann. Der Basiswiderstand
7 kann dabei im Hinblick auf die Stromverstärkung und den Köllektorstrom des ersten
Transistors dimensioniert werden.
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Nach einer Sperrung des ersten Transistors (etwa durch Anlegen eines
kurzen positiven Triggerimpulses) und Öffnung des zweiten wird der Xondensator 12
über den Bäsiswiderständ1 und die Widerstände 13 und 4 entladen. Durch geeignete
Wahl des Widerstands 13 kann die gewünschte Temperaturkonstanz ohne größere Übersteuerung
des Transistors erzielt werden, indem man das Verhältnis des Entladestromes durch
den Widerstand 13 züiii Kollektorrestström entsprechend grüß Wählt.
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Vorteilhaft begrenzt man die negative Kollektorspannung des ersten
Transistors durch eine Potentialdiode 14 und eine negative Gleichspannung 15.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schalfung zeigt sich bei
kurzen Ausgängsimpülsen, d. h. wenn die Zeitkonstante aus der Rückkopplungskapazität
12 und den Entladewiderständen klein sein soll. Da der Widerstand 13 relativ niederohmig
ausgeführt sein kann und der Arbeitswiderstand 4 sowieso klein ist, -kann der Kondensätör
12 vdghältnismäßig groß bleiben, so daß weitere Ungenauigkeiten 'vermieden werden,
die etwa aus verschieden größer zur Spei= rung des eisten Transistors benötigter
Kondensätorladung bei kleiner Rückkopplungskapazität restiltieren.
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In. F i g. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei
gleiche Elemente dieselben Bezeichnungen wie in F i g. 1 tragen. Es handelt sich
wieder um eine monostabile Muliivibratorschaltung mit den beiden Transistoren 1
und 2, die gleichstrommäßig über die Widerstände 4, 5, 7 und 8 mit den Spannungsquellen
3, 6 und 9 betrieben werden und über die Elemente 10, 11 und 12 rückgekoppelt sind.
In die Basiszuleitung und zwischen Basiselektrode und Kollektor des ersten Transistors
sind je ein Richtleiter 16, 1'i eingefügt, die als zusätzlicher Übersteuerungsschutz
für Transistor 1 dienen, da diese Schaltung insbesondere für sehr kurze Impulse
gedacht ist. Jeder Transistor ist außerdem durch einen Richtleiter 18, 19 gegen
zu hohe Emitter=Basis=Spannung geschützt (wichtig bei Verwendung von Drifttransistoren).
Zwei weitere Transistoren 20, 21 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps sind in Emitterfolgeschaltüng
parallel geschaltet. Ihr gemeinsamer Eingang (der Basiselektroden) ist mit dem Kollektor
des ersten Transistors 1 verbunden, der kollektorseitige Anschluß des Widerstands
13 und das Rückkopplungsglied 10, 11 liegen an dem Ausgang (den Emitterelektroden)
der Transistoren 20 und 21, zugleich mit einer Ausgangsklemme 22. Durch diese Anordnung
wird der Ausgang 22 der Kippschaltung niederöhmig, so daß größere Lasten insbesondere
kapazitiver Art ohne Impulsverzögerung und Verformung geschaltet werden können.
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Zur Arbeitspunktstabilisierung, besonders bei unbekanntem Ansteüeruügsnetzwerk
23b ist die Basi§-elektröde des ersten Transistors über einen Widerstand 24 zusätzlich
potentialmäßig festgehalten. Die Schaltätig ixt P' i g. 2 Ist zur Erzeugung relativ
kurzer Recliteckirnpülse geeignet, deren Dauer von der belastenden Impedanz und
von Temperaturschwankungen relativ unbeeinflußt bleibt.