DE1963650A1

DE1963650A1 - Serienregelschaltung

Info

Publication number: DE1963650A1
Application number: DE19691963650
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Keller
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1969-12-19
Filing date: 1969-12-19
Publication date: 1971-06-24
Also published as: CH543126A; FR2074072A5; GB1279530A

Description

Deutsche ITT Industries GmbH. H.Keller - 33

78 Freiburg,Hans-Bunte-Str.lC 16, Dezember 1969

Pat, Mo/Wi

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG,FREIBURG i.Br. Serienregelschaltung

Die Erfindung betrifft eine Serienregelschaltung zum Erzeugen einer in ihrer Amplitude konstanten, in der Größenordnung von 1 V liegenden Ausgangsspannung aus einer in ihrer Amplitude schwankenden Eirgangsspannung_/wobei die Basis eines in Emitterschaltung betriebenen Referenztransistors am Abgriff eines zwischen Bezugspotential und Ausgangsspannung angeordneten Spannungsteilers liegt, wobei 'ferner der Kollektor des Referenztransistors mit der Basis eines Haupttransistors verbunden ist und wobei der Basis des Haupttransistors die Eingangsspannung zugeführt ist.

Eine Serienregelschaltung ähnlicher Art ist aus "Funkschau", 1959, Seite 6 bekannt. Bei dieser Schaltung ist die Basis des Referenztransistors an einem Spannungsteilerabgriff angeschlossen, dessen eines Ende an Bezugspotential liegt und dessen anderem Ende eine Vergleichsspannung zugeführt wird. Hierzu kann nach der genannten Veröffentlichung eine mittels einer Z-Diode stabilisierte Gleichspannung dienen, wofür allerdings eine zusätzliche Betriebsspannungsquelle, wie z.B. eine zusätzliche Transformatorwicklung mit nachgeschaltetem Gleichrichter benötigt wird.

Sollen Spannungen in der Größenordnung von 1 V auf konstante Amplitude geregelt werden, so läßt sich die bekannte Schaltung dahingehend vereinfachen,

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daß auf die zusätzliche Vergleichsspannungsquelle verzichtet wird und das mit dieser Spannung verbundene Ende des erwähnten Spannungsteilers an den die geregelte Spannung liefernden Pol, also die Ausgangsspannung der Serienregelschaltung angeschlossen wird. In diesem Falle übernimmt die Basis-Emitter-Schwellspannung des Referenztransistors die Funktion der Referenzspannungsquelle.

Die Regelsteilheit dieser so geänderten Schaltung ist jedoch nicht für alle Anwendungen, insbesondere für solche, bei denen hohe Stabilisierungsgrade erreicht werden müssen, ausreichend. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Regelsteilheit der eingangs erwähnten Serienregelschaltung wesentlich zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen den Kollektor des Referenztransistors und die Basis des Haupttransistors die Basis-Emitter-Strecke eines zu Haupttransistor und Referenztransistor komplementären Hilfstransistors geschaltet ist, dessen Basis am Kollektor des Referenztransistors liegt, und daß der Kollektor des Hilfstransistors an einem Abgriff des an der Ausgangsspannung angeschlossenen Spannungsteilerwiderstandes, angeschlossen ist.

Diese Serienregelschaltung ist sowohl zum Erzeugen einer konstanten Gleichspannung als auch zum Erzeugen einer in ihrer Amplitude konstanten impulsfönnigen Spannung geeignet. Im ersteren Falle wird, wie üblich, die Basis des Haupttransistors über einen ohmschen Widerstand mit der nichtkonstanten Eingangsspannung verbunden, die mit der Betriebsspannung meist identisch ist, Im anderen Falle wird ebenfalls zwischen Kollektor des Haupttransistors und Bezugspotential eine als Betriebsspannung dienende Gleichspannung angeschlossen, die im übrigen ebenfalls nicht exakt konstant zu sein braucht, und der Basis des Haupttransistors, gegebenenfalls auch über einen Widerstand, die auf konstante Amplitude zu regelnde Impulsspannung zugeführt. Hierbei ergibt sich ein doppelter Effekt, nämlich es werden sowohl die Amplitudenschwankungen der Impulsspannung als auch die Schwankungen der unter !Anständen nichtkonstanten Gleichspannungsquelle ausgeregelt, so daß die in diesem Falle impulsförmige Ausgangsspannung unabhängig von Betriebs-

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Spannungsschwankungen eine exakt konstante Amplitude besitzt. Diese Schaltungsvariante läßt sich insbesondere bei elektronischen Uhrenantrieben mit einer Steuerspule und einer Antriebsspule anwenden, wobei ein relativ zu beiden Sj ulen bewegtes, gegenüber den Spulenabmessungen räumlich eng begrenztes Magnetfeld in der Steuerspule Spannungsimpulse induziert. Hierbei dienen diese induzierten Spannungsimpulse als Eingangsspannung, während die Ausgangsspannung auf die Antriebsspule einwirkt.

Ebenso vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Serienregelschaltung zum Begrenzen des Zwischenfrequenzsignals eines UKW-Empfängers verwenden. Hierbei stellt dieses Zwischenfrequenzsignal die Eingangsspannung dar, während an die Ausgangsspannung der Serienregelschaltung die Demodulationsschaltung, also beispielsweise die Ratiodetektorschaltung angeschlossen ist.

Weitere Einzelheiten und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden in Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Serienregelschaltung,

Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung ,

Fig. 3 zeigt eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung;

Fig. U zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Serienregelschaltung nach Fig. 3.

Die in Fig. 1 gezeigte Serienregelschaltung besteht aus dem Haupttransistor Tl, der meist auch als sogenannter Längstransistor bezeichnet wird und über den im Falle der Verwendung dieser Regelschaltung bei einem geregelten Gleichspannungsnetzgerät der Hauptstrom fließt. Am Kollektor des Haupttransistors T ist eine Betriebsspannungsquelle U, angeschlossen, während am Emitter die ge-

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regelte Ausgangsspannung U abgenommen wird. An dieser Ausgangsspannung ist

Cl

der aus den Spannungsteilerwiderständen R 1 und R 2 bestehende Spannungsteiler angeschlossen. Am Verbindungspunkt der Spannungsteilerwiderstände R 1 und R 2, dem Abgriff des Spannungsteilers, liegt die Basis des Referenztransistors T 2, dessen Emitter mit Bezugspotential verbunden ist.

Der Kollektor des Referenztransistors T 2 ist mit der Basis des komplementären Hilfstransistors T 3 verbunden, dessen Emitter an der Basis des Haupttransistors T 1 angeschlossen ist. Der Kollektor des komplementären Hilfstransistors T 3 liegt nun in erfindungsgemäßer Weise am Abgriff A des mit der Ausgangsspannung verbundenen Spannungsteilerwiderstandes R 1.

Soll diese Regelschaltung zum Erzeugen einer konstanten Gleichspannung aus einer schwankenden Gleichspannung nach Art eines seriengeregelten Gleichspannungsnetzgerätes verwendet werden, so verbindet man die Basis und den Kollektor des Haupt trans ist ors T 1 über den Widerstand R 3 und den Kollektor des Haupttransistors mit der schwankenden Eingangsspannung , die mit der Betriebsspannung U. meist identisch ist.

Soll andererseits die erfindungsgemäße Serienregelschaltung zum Erzeugen einer konstanten Impulsspannung verwendet werden, so führt man der Basis des Haupttransistors T 1 die zu regelnde Impulsspannung als Eingangsspannung zu, wobei man einen Vorwiderstand unter Umständen vorsehen kann. Als solche Impulsspannung kann, wie bereits erwähnt, unter anderem die in einer Uhrenschaltung entstehende Steuerspulenspannung oder die Zwischenfrequenzspannung eines UKW-Rundfunkempfängers dienen.

In Fig. 2 ist eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung nach Fig. 1 dargestellt. Diese Schaltung enthält dieselben Schaltelemente wie Fig. 1. Der Emitter des komplementären Hilfstransistors T 3 ist jedoch mit dem an der Ausgangsspannung angeschlossenen Ende des Spannungsteilerwiderstandes R 1 verbunden. Gegenüber der Schaltungsweise nach Fig. 1 ergibt sich dadurch ein geringerer rückkoppelnder Effekt.

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In Fig. 3 ist eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung nach Fig, I gezeigt. Auch diese Schaltung enthält dieselben Schaltelemente wie Fig. 1, jedoch ist der Kollektor des komplementären Hilfstransistors T 3 mit dem Abgriff des Spannungsteilers, also mit dem Verbindungspunkt der Spannungsteilerwiderstände R 1 und R 2 verbunden. Diese Schaltungsvariante und die Variante nach Fig. Ί, bei der der Hilfstransistor T 3 und der Steuertransistor T 2 durch einen kathodenseitig gesteuerten Thyristor T H ersetzt sind, lassen sich insbesondere bei den schon erwähnten elektronischen Uhrenantriebsschaltungen mit Vorteil anwenden.

Im übrigen kann gesagt werden, daß die erfindungsgemäße Serienregelschaltung nicht nur bei den bereits erwähnten beiden Anwendungsfällen zur Erzeugung einer impulsamplitudengeregelten Ausgangsspannung mit Vorteil angewendet werden kann, sondern daß diese Schaltung überall dort einsetzbar ist, wo es auf konstante Impulsamplituden ankommt, d.h. also in allen Fällen, in denen eine Begrenzerwirkung erforderlich ist.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Serienregelschaltung zum Erzeugen einer in ihrer Amplitude konstanten, in der Größenordnung von 1 V liegenden Ausgangsspannung aus einer in ihrer Amplitude schwankenden Eingangsspannung, wobei die Basis eines in Emitterschaltung betriebenen Referenztransistors am Abgriff eines zwischen Bezugspotential und Ausgangsspannung angeordneten Spannungsteilers liegt, wobei ferner der Kollektor des Referenztransistors mit der Basis eines Haupttransistors verbunden ist und wobei der Basis des Haupttransistors die Eingangsspannung zugeführt ist, dadurch gekenn- . zeichnet, daß zwischen den Kollektor des Referenztransistors (T 2) und die Basis des Haupttransistors (T 1) die Basis-Emitter-Strecke eines zu Haupttransistor und Referenztransistor komplementären Hilfstransistors (T 3) geschaltet ist, dessen Basis am Kollektor des Referenztransistors liegt, und daß der Kollektor des Hilfstransistors an einem Abgriff (A) des an der Ausgangsspannung (U ) angeschlossenen

3.

Spannungsteilerwiderstandes (R 1) angeschlossen ist.

2. Serienregelschaltung zum Erzeugen einer geregelten Gleichspannung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kollektor und Basis des Haupttransistors mit einem Widerstand (R 3) überbrückt sind und die nichtkonstante Gleichspannung an den Kollektor des Haupttransistors angeschlossen ist.

3. Serienregelschaltung zum Erzeugen einer amplitudenkonstanten Impulsspannung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Haupttransistors (T 1) an eine u. U. nichtkonstante Gleichspannungs quelle (U.) angeschlossen ist und seine Basis,gegebenenfalls über einen Vorwiderstand,an der ungeregelten Impulsspannung liegt.

4. Serienregelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Hilfstransistors (T 3) mit einem Ende des an der Ausgangsspannung (U ) angeschlossenen Spannungsteilerwider-

Standes (Rl) verbunden ist.

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5. Serienregelschaltung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Hilfstransistors an der Ausgangs spannung (U ) liegt.

Cl

6. Serienregelschaltung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Hilfstransistors an der Basis des Steuertransistors (T 2) angeschlossen ist.

7. Serienschaltung zum Erzeugen einer amplitudenkonstanten Impulsspannung

nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Steuertransistor (T 2) und Hilfstransistor (T 3) durch einen kathodenseitig gesteuerten Thyristor (T U) ersetzt sind, dessen Steueranschluß ani Spannungsteilerabgriff, dessen Kathodenanschluß an Bezugspotential und dessen Anodenanschluß an der Basis des Haupttransistors angeschlossen sind.

8. Serienschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransistor bei monolithischer Integrierung als lateraler pnp-Transistor ausgebildet ist.

9. Serienregelschaltung nach Anspruch 3.und einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als ungeregelte Impulsspannung die von der Steuerspule einer elektronischen ührenantriebsschaltung erzeugte Spannung dient und daß an die Ausgangsspannung die Antriebsspule der elektronischen ( Uhrenantriebsschaltung angeschlossen ist.

10. Serienregelschaltung nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche *f bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als ungeregelte Impulsspannung das Zwischenfrequenzsignal eines UKW-Empfängers dient und daß die Demodulationsschaltung an die Ausgangsspannung angeschlossen ist.

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