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DE1923211C - Schmitt trigger - Google Patents

Schmitt trigger

Info

Publication number
DE1923211C
DE1923211C DE1923211C DE 1923211 C DE1923211 C DE 1923211C DE 1923211 C DE1923211 C DE 1923211C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
voltage
voltage divider
collector
emitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Erich 8035 Gauting Gölles
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Publication date

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schmitt-Trigger mit einem ersten Transistor, dessen Kollektor über einen ohmschen Widerstand mit dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und dessen Emitter über einen anderen ohmschen Widerstand mit dem anderen Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist, und einem zweiten Transistor, dessen Basis an einem ersten Spannungsteiler liegt, der mit seinem einen Ende mit dem Kollektor des ersten Transistors un-The invention relates to a Schmitt trigger with a first transistor whose collector has a ohmic resistance with one pole of the supply voltage source and whose emitter is connected to the other pole of the supply voltage source via another ohmic resistor, and a second transistor, the base of which is connected to a first voltage divider, which with its one End with the collector of the first transistor un-

mittelbar verbunden ist und bei dem der Kollektor io leitend. Der Kollektorstrom icl nimmt zu und ver-is indirectly connected and in which the collector io conductive. The collector current i cl increases and decreases

des zweiten Transistors ebenfalls über einen ohmschen Widerstand mit dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und der Emitter dieses zweiten Transistors mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist, und mit einem zweiten Spannungsteiler zur Verschiebung der Schwellwerte.of the second transistor also via an ohmic resistor to one pole of the supply voltage source and the emitter of this second transistor to the emitter of the first transistor is connected, and with a second voltage divider for shifting the threshold values.

In den Pilotreglern für TF-Systeme werden für die überwachung des Pilotsignals bzw. die Abschaltung der Regelung bei Pilotausfall häufig Spannungskleinert die Spannung Ucl. Durch den Emmer-.viderstand RH fließt der Summenstrom ;ri ~ ;(.,. Die Spannung am Emitterwiderstand Rt steigt uncl bewirkt für den Transistor TsI eine Gegenkopplung. Wird die Steuerspannung USl weiter erhöh1,, so wird der Basisstrom I82 so klein, daß der Trans--,ior TsI aus der Sättigung gelangt und somit der Kollek In the pilot regulators for TF systems, the voltage U cl is frequently reduced in order to monitor the pilot signal or to switch off the regulation in the event of a pilot failure. The total current flows through the Emmer resistor R H; ri ~ ; .. (The voltage at the emitter resistance R t increases Uncl causes for the transistor TsI a negative feedback When the control voltage U Sl further Incr 1 ,, so the base current I 82 is so small that the trans -., Ior TsI out of saturation arrives and thus the Kollek

i fäll di Si fall on s

strom ic, abnimmt. Damit fällt die Spannung am Emitterwiderstand Rk, und da der Basisstrom imcurrent i c , decreases. This causes the voltage across the emitter resistor R k to drop, and since the base current im

diskriminatoren fiiretwa 1 V benötigt. Die bekannten 20 Transistor TsI von der Differenz U3, - UE bestimmt Ausführungen von Schmitt-Triggern zeigen eine un- wird, wächst dieser ohne Verändern der Steuerzulässig starke Abhängigkeit der Schaltschwellen spannung USl weiter an. Dadurch wächst auch der von den Transistorparametern, die einen individuellen Kollektorstrom /V1: die Spannung LCI wird kleiner. Abgleich der Schaltung erforderlich machen. Als Folge davon fallt der Kollektorstrom /C2 und Aus der Zeitschrift »Elektronik«, Heft 5, 1967, 25 damit wieder die Spannung UK. Dieser Zustand istdiscriminators for about 1 V are required. The known 20 transistor TsI determined by the difference U 3 , - U E. Versions of Schmitt triggers show an un-, this increases without changing the control permissible strong dependence of the switching threshold voltage U Sl on. This also increases the transistor parameters, which create an individual collector current / V 1 : the voltage L CI becomes smaller. Make adjustment of the circuit necessary. As a result, the collector current / C2 and from the magazine "Electronics", Issue 5, 1967, 25 so again the voltage U K falls. This state is

Arbeitsblatt Nr. 15, S. 164, ist eine Schmitt-Trigger-Schaltung bekann; bei der durch Anlegen einer Vorspannung an die Basis des Eingangstransistors eine Verschiebung der Schweliwerte erzielt wird, ohne instabil; die Anordnung kippt in ihre zweite stabile Lage. Nach dem Kippvorgang ist der Transistor Ts2 gesperrt (UC2 = LJ). Der Kollektorstrom /ri im Transistor Tsi ist höher, da durch das Wegfallen desWorksheet No. 15, p. 164, a Schmitt trigger circuit is known; in which, by applying a bias voltage to the base of the input transistor, a shift in the threshold values is achieved without being unstable; the arrangement tilts into its second stable position. After the tilting process, the transistor Ts2 is blocked (U C2 = LJ). The collector current / r i in the transistor Tsi is higher because the omission of the

daß die Differenz der Schwel !'.verte dabei verändert jo Kollektorstromes iC2 am Emitterwiderstand ein kleithat the difference between the threshold value changes the collector current i C2 at the emitter resistor a little

wird. Die veränderbare Spannung kann mit Hilfe eines an der Speisespannung liegenden Basis-Spannungsteilers realisiert werden. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bei Verwendung eines Spannungsteilers an der Eingangsstufe in den meisten Fällen ein Trennkondensator an den Eingangsklemmen verwendet werden muß. Zudem ist durch die Differentiationswirkung des Kondensators die Verwendung der Schaltung für statischen Betrieb unbrauchbar, weil nerer Spannungsabfall auftritt.will. The variable voltage can be achieved with the aid of a base voltage divider connected to the supply voltage will be realized. The disadvantage here, however, is that when using a voltage divider In most cases, an isolating capacitor is used on the input terminals of the input stage must become. In addition, due to the differentiation effect of the capacitor, the use of the The circuit cannot be used for static operation because a voltage drop occurs.

Ein weiteres Ansteigen der Steuerspannung USl erhöht den Kollektorstrom /C1, bis der Transistor TsI voll leitend ist (t/fl ~ Ut). A further increase in the control voltage U Sl increases the collector current / C1 until the transistor TsI is fully conductive (t / fl ~ U t ).

Fällt die Steuerspannung, dann laufen die beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Folge ab.If the control voltage drops, the described ones run Operations in reverse order.

Bei loser Kopplung zwischen den beiden Transistoren beschränken sich die Kippvorgänge auf einen kleinen Teil der USl - L/n-Kurve (Fig. 2). Der Tran-If the coupling between the two transistors is loose, the tilting processes are limited to a small part of the U Sl - L / n curve (FIG. 2). The tran-

je nach Anstiegsgeschwindigkeit die Schaltungs- 40 sislor TsI arbeitet in einem weiten Bereich unbeeinschwellwerte gar nicht erreicht werden oder die Mußt vom zweiten Transistor als Gleichspannungs-Schaltung, wenn der statische Sättigungswert erreicht verstärker. Es ist naheliegend, den Kippvorgang zuDepending on the rate of increase, the circuit 40 sislor TsI works in a wide range unaffected threshold values are not reached at all or the amplifier has to be amplified by the second transistor as a DC voltage circuit when the static saturation value is reached. It is obvious to start the tipping process

ist, in den ursprünglichen Zustand zurückkippt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen anderen Werten der Kollektorspannung UCi zu legen, u/n die Schwellwerte UQ, UP zu verschieben (geis, flips back to its original state. The object of the present invention is to set a different value for the collector voltage U Ci , u / n to shift the threshold values U Q , U P (ge

Schmitt-Trigger zu schaffen, der gegenüber bekannten 45 strichelte Kurve in Fig. 2). Erfindungsgemäß wirdSchmitt trigger to create the opposite known 45 dashed curve in Fig. 2). According to the invention

Anordnungen der gleichen Art hinsichtlich seines Aufbaues vereinfacht und hinsichtlich der Wirkung verbessert ist.Arrangements of the same type simplified in terms of its structure and in terms of effect is improved.

Der Schmitt-Trigger wird gemäß der Erfindung dies dadurch erreicht, daß der Fußpunkt des Basistei.'ers RA, R„ auf ein von Masse abweichendes Potential (Spannung U1 in Fig. 1) gelegt wird.According to the invention, the Schmitt trigger is achieved in that the base point of the base element R A , R "is set to a potential different from ground (voltage U 1 in FIG. 1).

In dem einen stabilen Zustand des Triggers befindetIn which a stable state of the trigger is located

derart ausgebildet, daß das andere Ende des ersten 5° sich der Transistor TsI in der Sättigung (voll leitend).designed such that the other end of the first 5 °, the transistor TsI is in saturation (fully conductive).

Spannungsteilers an dem zweiten Spannungsteiler, der zwischen den beiden Polen der Versorgungsspannungsquelle liegt, geführt ist, daß der zweite Spannungsteiler niederohmig gegenüber dem ersten Die Gleichstromverstärkung S2 = 0. Nähert man sich durch Verändern der Steuerspannung LJx, dem jeweiligen Schwellwerk so wird der Transistor Ts2 aus der Sättigung gesteuert; die Gleichstromverstärkung einen bestimmten Mindestwert B1 Ktl,p, der von der Kopplung zwischen den Transistoren TsI - TsI Voltage divider of the second voltage divider which is located between the two poles of the supply voltage source, is guided, that the second voltage divider, the DC gain S 2 = 0. When approaching x low impedance compared to the first is by changing the control voltage LJ, each Swell is the transistor Ts2 controlled from saturation; the direct current gain a certain minimum value B 1 Ktl , p , which depends on the coupling between the transistors TsI - TsI

Spannungsteiler ist und daß mindestens ein Wider- 55 kung B2 wächst an. Erreicht die Gleichstromvcrstärjtand des zweiten Spannungsteilers veränderbar ist.Voltage divider is and that at least one resistance B 2 increases . When the DC current strength of the second voltage divider is reached, it can be changed.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß im Fußpunkt des ersten Spannungsteilers, der mit dem zweiten
Transistor verbunden ist, eine veränderbare Spannung U,, eingefügt wird. Damit können beide Schalt- 60
schwellen mit nur einem Widerstand gemeinsam
beeinflußt werden, wobei der Absland der Schweliwerte voneinander, d. h. also die Schallhyslerese
und damit das Kippvcrhaltcn der Triggerschnltung
annähernd gleich bleibt. fts Gleichstroinvcrslärkung B1
This measure ensures that at the base of the first voltage divider, the one with the second
Transistor is connected, a variable voltage U ,, is inserted. Both switching 60
swell together with only one resistance
can be influenced, the distance between the threshold values, ie the sound hysleresis
and thus the latching of the trigger circuit
remains approximately the same. fts DC amplification B 1

An Hand des Ausführungsbeispiels nach f· i g. I Stromverstärkung B1 = B1 Kl und des Diagramms nach Fig. 2 wird die ErfindungOn the basis of the exemplary embodiment according to FIG. I current gain B 1 = B 1 Kl and the diagram of FIG. 2 is the invention

nätie; erläutert.nätie; explained.

sowie von der Verstärkung flf des ersten Transistors abhängt, kippt die Anordnung in ihre andere stabile Lage. Die Vcrkopplung der beiden Transistoren liegt durch die Größe der Widerstände fest. Wird die Abgleichspannung U4 eingefügt, so erfolgen die Kippvorgänge erst bei kleineren Kollcklorspannungen U1 1, unter der Annahme aussteuerungsunabhängigerand depends on the gain fl f of the first transistor, the arrangement tilts into its other stable position. The coupling of the two transistors is determined by the size of the resistors. If the adjustment voltage U 4 is inserted, the tilting processes only take place at lower collision voltages U 1 1, assuming that they are not dependent on the modulation

jedoch bei derselbenbut with the same

- -....c ^1- .μ mm,· Das bedeutet, daß die- -.... c ^ 1 - .μ mm, · That means that the

Kippvorgiinge im selben Arbeitspunkt des Transistors TsI [U1111, iH2, /r2) eingeleitet werden. Kippvorgiinge are initiated in the same working point of the transistor TsI [U 1111 , i H2 , / r2 ).

IYilglich gilt für den Kippunkt:The following applies to the tipping point:

\uihei\ uihei

H — Ύ 'H - Ύ '

h = I'm h = I'm

I 923 21I 923 21

11 1 + UR- U1. = t'/i/j = L'u'lst- · 11 1 + U R " - U 1 . = t '/ i / j = L ' u ' lst - ·

Un + iCi)Rt. ■ U n + i C i) R t . ■

U11 = U1 + R8 · /T + R1I17 + iB2) ■= U - Rn ■ (in + Z7- + i'fl2) U 11 = U 1 + R 8 / T + R 1 I 17 + i B2 ) ■ = U - R n ■ (i n + Z 7 - + i ' fl2 )

iT = [U- U1 - iB1(RA + Rn) - ,-,.,R1., i T = [U- U 1 - i B1 (R A + R n ) -, -,., R 1. ,

Durch Einsetzen der Gleichungen (2), (3) und (5) in Gleichung (I) folgtSubstituting equations (2), (3), and (5) into equation (I), it follows

R1 + Rn + Rn - (In + Ui) R 1 + R n + R n - (I n + Ui)

,,, = const, »,.,,, = const, »,.

Lrhöh: man die Abgleichspannung U1 um den Wert IU1, so erfolgt der Kippvorpang bei einem urn I), inneren Kollektorstrom /C1 bzw. um IUn kleinerer Spannung Un : Aus Gleichung (6):Lrhöh: if the adjustment voltage U 1 is increased by the value IU 1 , the breakover occurs with an I), internal collector current / C1 or IU n lower voltage U n : From equation (6):

Ii11-, = IU1 Ii 11 -, = IU 1

n) + R„RCi ' n ) + R "R Ci '

Durch Einsetzen von
IUn = Rn W11
halt man
By inserting
IU n = R n W 11
hold on

IUn - - IU1 Rn
ILZn = -K- IU1.
IU n - - IU 1 R n
ILZ n = -K- IU 1 .

R, + Rn R, + R n

)(R ι + Rη ~t~ 'R11) ■+■ RflRei) (R ι + R η ~ t ~ 'R11) ■ + ■ RflRei

(7)(7)

IX)IX)

(9)(9)

Das Diagramm nach F i g. 2 zeigt die Kollektorspannung L/(-, bzw. U( , abhängig von der Steuerspannung L.'Sl. Man erkennt daraus deutlich, daß die Schalihystcrt!sc trotz Änderung der Schalischwellen im wesentlichen gleich bleibt.The diagram according to FIG. 2 shows the collector voltage L / ( -, or U ( , depending on the control voltage L. ' Sl . It can be clearly seen from this that the sound hysteresis remains essentially the same despite a change in the sound threshold.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Schmitt-Trigger mit einem ersten Transistor, dessen Kollektor über einen ohmschen Widerstand mit dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und dessen Emitter über einen anderen ohmschen Widerstand mit dem anderen Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist, und einem zweiten Transistor, dessen Basis an einem ersten Spannungsteiler liegt, der mit seinem einen Ende mit dem Kollektor des ersten Transistors unmittelbar verbunden ist und bei dem der Kollektor des zweiten Transistors ebenfalls über einen ohmschen Widerstand mit dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und der Emitter dieses zweiten Transistors nvt dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist, und mit einem zweiten Spannungsteiler zur Verschiebung der Schwellwerte, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des ersten Spannungsteilers an dem zweiten Spannungsteiler, der zwischen den beiden Polen der Versorgungsspannungsquelle liegt, geführt ist, daß der zweite Spannungsteiler nicderohmig gegenüber dem ersten Spannungsteiler ist und daß mindestens ein Widerstand des zweiten Spannungsteilers veränderbar ist.Schmitt trigger with a first transistor, the collector of which has an ohmic resistor with one pole of the supply voltage source and its emitter via another ohmic resistance is connected to the other pole of the supply voltage source, and a second transistor, the base of which is connected to a first voltage divider, which with its one End is directly connected to the collector of the first transistor and in which the Collector of the second transistor also via an ohmic resistor with one pole the supply voltage source and the emitter of this second transistor nvt the emitter of the first transistor is connected, and with a second voltage divider for shifting the Threshold values, characterized in that that the other end of the first voltage divider to the second voltage divider between the two poles of the supply voltage source is guided, that the second voltage divider is not ohmic to the first voltage divider and that at least one resistance of the second voltage divider is variable. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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