DE1963650A1

DE1963650A1 - Series control circuit

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 - 33German ITT Industries GmbH. H.Keller - 33

78 Freiburg,Hans-Bunte-Str.lC 16, Dezember 196978 Freiburg, Hans-Bunte-Str.lC 16, December 1969

Pat, Mo/WiPat, Mon / Wed

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG,FREIBURG i.Br.DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT WITH LIMITED LIABILITY, FREIBURG i.Br. SerienregelschaltungSeries control circuit

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.The invention relates to a series regulating circuit for generating an output voltage that is constant in amplitude and of the order of magnitude of 1 V from an input voltage fluctuating in amplitude _/ wherein the base of a reference transistor operated in an emitter circuit is at the tap of a voltage divider arranged between reference potential and output voltage, where ' furthermore, the collector of the reference transistor is connected to the base of a main transistor and wherein the base of the main transistor is supplied with the input voltage.

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.A series control circuit of a similar type is from "Funkschau", 1959, page 6 known. In this circuit, the base of the reference transistor is connected to a voltage divider tap, one end of which is at reference potential and the other end of which is supplied with a comparison voltage will. According to the publication mentioned, a DC voltage stabilized by means of a Zener diode can be used for this purpose, for which, however, an additional operating voltage source, such as an additional transformer winding with a downstream rectifier, is required.

Sollen Spannungen in der Größenordnung von 1 V auf konstante Amplitude geregelt werden, so läßt sich die bekannte Schaltung dahingehend vereinfachen,If voltages in the order of magnitude of 1 V are to be regulated to a constant amplitude, the known circuit can be simplified to the effect that

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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.that the additional reference voltage source is dispensed with and that with this voltage connected end of the mentioned voltage divider to the pole supplying the regulated voltage, i.e. the output voltage of the Series control circuit is connected. In this case, the Base-emitter threshold voltage of the reference transistor the function of the reference voltage source.

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.However, the steepness of the regulation of this circuit modified in this way is not for everyone Applications, especially for those in which a high degree of stabilization must be achieved, is sufficient. The object of the invention is therefore therein, the control steepness of the series control circuit mentioned at the beginning is essential to improve. This is achieved according to the invention that between the collector of the reference transistor and the base of the main transistor Base-emitter path of a complementary main transistor and reference transistor Auxiliary transistor is connected, the base of which is connected to the collector of the Reference transistor is, and that the collector of the auxiliary transistor at a tap of the voltage divider resistor connected to the output voltage, connected.

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-This series regulating circuit is both used to generate a constant DC voltage as well as for generating an impulse waveform that is constant in amplitude Voltage suitable. In the former case, as usual, the base of the main transistor is connected to the non-constant via an ohmic resistor Input voltage connected, which is mostly identical to the operating voltage is, in the other case is also between the collector of the main transistor and reference potential, a direct voltage serving as the operating voltage is connected, which, moreover, does not need to be exactly constant, and the base of the main transistor, optionally also via a resistor, is supplied with the pulse voltage to be regulated to a constant amplitude. This results in a double effect, namely both the amplitude fluctuations of the pulse voltage and the fluctuations of the under! circumstances non-constant DC voltage source regulated, so that the in this case pulse-shaped output voltage independent of the operating

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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.Voltage fluctuations has an exactly constant amplitude. These Circuit variant can be used in particular in electronic clock drives with a control coil and a drive coil, with a Moved relative to both columns, spatially compared to the coil dimensions A tightly limited magnetic field induces voltage pulses in the control coil. These induced voltage pulses serve as input voltage, while the output voltage acts on the drive coil.

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.The series control circuit according to the invention can also be used advantageously Use an FM receiver to limit the intermediate frequency signal. Here this intermediate frequency signal represents the input voltage, while the demodulation circuit is connected to the output voltage of the series control circuit, so, for example, the ratio detector circuit is connected.

Weitere Einzelheiten und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden in Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Figuren erläutert.Further details and embodiments of the series control circuit according to the invention are characterized in the subclaims and are explained in connection with the figures shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Serienregelschaltung,Fig. 1 shows the series control circuit according to the invention,

Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung ,Fig. 2 shows a development of the series control circuit according to the invention ,

Fig. 3 zeigt eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Serienregelschaltung;Fig. 3 shows another development of the invention Series control circuit;

Fig. U zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Serienregelschaltung nach Fig. 3.Fig. U shows an advantageous development of the series control circuit according to 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-The series control circuit shown in Fig. 1 consists of the main transistor Tl, which is usually also referred to as a so-called series transistor and over in the case of using this control circuit with a regulated DC voltage power supply the main stream flows. An operating voltage source U is connected to the collector of the main transistor T, while the emitter is connected to the

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H.Keller -H.Keller -

regelte Ausgangsspannung U abgenommen wird. An dieser Ausgangsspannung istregulated output voltage U is taken. At this output voltage is

ClCl

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.the voltage divider consisting of the voltage divider resistors R 1 and R 2 connected. The base of the reference transistor is located at the connection point of the voltage divider resistors R 1 and R 2, the tap of the voltage divider T 2, the emitter of which is connected to reference potential.

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.The collector of the reference transistor T 2 is complementary to the base of the Auxiliary transistor T 3 connected, the emitter of which is at the base of the Main transistor T 1 is connected. The collector of the complementary auxiliary transistor T 3 is now in the inventive manner at the tap A of voltage divider resistor R 1 connected to the output voltage.

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.Should this control circuit be used to generate a constant DC voltage a fluctuating DC voltage in the manner of a series-regulated DC voltage power supply unit are used, so one connects the base and the collector of the main trans ist ors T 1 via the resistor R 3 and the collector of the main transistor with the fluctuating input voltage that corresponds to the Operating voltage U. is mostly identical.

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.On the other hand, the series control circuit according to the invention is intended to generate a constant pulse voltage are used, the base of the main transistor T 1 is supplied with the pulse voltage to be regulated as the input voltage to, whereby a series resistor can be provided under certain circumstances. As already mentioned, such a pulse voltage can, among other things, be used in a clock circuit resulting control coil voltage or the intermediate frequency voltage of a VHF radio receiver are used.

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.In Fig. 2 is a development of the series control circuit according to the invention shown in FIG. This circuit contains the same switching elements as FIG. 1. The emitter of the complementary auxiliary transistor T 3 is, however, with the end of the voltage divider resistor connected to the output voltage R 1 connected. Compared to the circuit according to FIG. 1 results thus a lower feedback effect.

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Fl 617 C ι g u ^ u ^ ^υΗ.Keller - 33Fl 617 C ι gu ^ u ^ ^υ Η. Cellar - 33

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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. FIG. 3 shows another development of the series control circuit according to the invention according to FIG. This circuit also contains the same switching elements as FIG. 1, but the collector of the complementary auxiliary transistor T 3 is connected to the tap of the voltage divider, ie to the connection point of the voltage divider resistors R 1 and R 2. This circuit variant and the variant according to FIG. Ί, in which the auxiliary transistor T 3 and the control transistor T 2 are replaced by a thyristor T H controlled on the cathode side, can be used to advantage in particular in the electronic clock drive circuits already mentioned.

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.Incidentally, it can be said that the series control circuit according to the invention not only used with advantage in the already mentioned two applications for generating a pulse-amplitude-regulated output voltage but that this circuit can be used wherever constant pulse amplitudes are required, i.e. in all cases in which a limiting effect is required.

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Claims

Fl 617 H.Keller - 33Fl 617 H.Keller - 33

PATENT CLAIMS

Series control circuit for generating a constant amplitude, of the order of magnitude of 1 V output voltage from an input voltage whose amplitude fluctuates, with the base of a Reference transistor operated in an emitter circuit at the tap of a voltage divider arranged between reference potential and output voltage is, wherein further the collector of the reference transistor is connected to the base of a main transistor and wherein the base of the Main transistor, the input voltage is supplied, thereby marked. shows that between the collector of the reference transistor (T 2) and the base of the main transistor (T 1) is the base-emitter path of an auxiliary transistor that is complementary to the main transistor and reference transistor (T 3) is connected, the base of which is connected to the collector of the reference transistor, and that the collector of the auxiliary transistor at a tap (A) of the connected to the output voltage (U)

3.

Voltage divider resistor (R 1) is connected.

2. Series control circuit for generating a regulated DC voltage Claim 1, characterized in that the collector and base of the main transistor are bridged with a resistor (R 3) and the non-constant DC voltage is connected to the collector of the main transistor is.

3. Series control circuit for generating an amplitude-constant pulse voltage according to claim 1, characterized in that the collector of the main transistor (T 1) is connected to a possibly non-constant direct voltage source (U.) is connected and its base, possibly via a Series resistor to which the unregulated pulse voltage is applied.

4. Series control circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the collector of the auxiliary transistor (T 3) with one end of the voltage divider connected to the output voltage (U)

Standes (Rl) is connected.

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-ζ --ζ -

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5. Series control circuit according to claim t, characterized in that the The collector of the auxiliary transistor is connected to the output voltage (U).

Cl

6. Series control circuit according to claim H, characterized in that the Collector of the auxiliary transistor at the base of the control transistor (T 2) connected.

7. Series connection for generating an amplitude-constant pulse voltage

according to claim 6, characterized in that control transistor (T 2) and Auxiliary transistor (T 3) by a thyristor controlled on the cathode side (T U) are replaced, the control connection of which is connected to the voltage divider tap, whose cathode connection is connected to reference potential and whose anode connection is connected to the base of the main transistor.

8. Series circuit according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the auxiliary transistor with monolithic integration as a lateral one pnp transistor is formed.

9. Series control circuit according to claim 3 and one of claims 4 to 8, characterized characterized in that the voltage generated by the control coil of an electronic tube drive circuit serves as the unregulated pulse voltage and that the drive coil of the electronic ( Clock drive circuit is connected.

10. Series control circuit according to claim 3 and one of claims * f to 8, characterized characterized in that the intermediate frequency signal is used as the unregulated pulse voltage a VHF receiver is used and that the demodulation circuit is connected to the output voltage.

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