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DE2415098A1 - Ausschnittdetektor - Google Patents

Ausschnittdetektor

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Publication number
DE2415098A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
voltage
control electrode
circuit
threshold value
Prior art date
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DE2415098A
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DE2415098C3 (de
DE2415098B2 (de
Inventor
Alexander Wilson Young
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.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
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Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of DE2415098A1 publication Critical patent/DE2415098A1/de
Publication of DE2415098B2 publication Critical patent/DE2415098B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2415098C3 publication Critical patent/DE2415098C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/30Modifications for providing a predetermined threshold before switching
    • H03K17/302Modifications for providing a predetermined threshold before switching in field-effect transistor switches

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

RCA 66,275
USSN 345,707
vom 28. März 1973
RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)
Ausschnittdetektor
Die Erfindung betrifft Schwellwertdetektorschaltungen, insbesondere solche mit mehreren Schwellwerten.
Schwellwertdetektorschaltungen eignen sich zur Erzeugung eines Ausgangssignals einer gewünschten Form, wenn ein Eingangssignal größer oder kleiner als ein bestimmter Wert, der sogenannte Schwellwert, oder Schwellwertspannung, ist. Schwellwertdetektoren können mehrere Schwellwerte zur Erzeugung einer Anzahl von Ausgangssignalen haben, die unterschiedlichen Werten des Eingangssignals entsprechen. Solche Detektoren mit mehreren Schwellwerten sind allgemein bekannt und eignen sich beispielsweise zur Quantisierung analoger Eingangssignale im Zusammenhang mit Digitalschaltungen .
Eine andere Bauart von Mehrfachschwellwertdetektoren sind die sogenannten Ausschnittdetektoren oder Diskriminatoren (im anglo-
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amerikanischen Sprachgebrauch "window detector" genannt). Ausschnittdetektoren werden beispielsweise zur Erzeugung eines Ausgangssignals einer gewünschten Form verwendet, wenn das Eingangssignal innerhalb eines Wertebereichs zwischen zwei Schwellwerten liegt. Das Ausgangssignal kann allgemein in zwei Arten vorliegen: als digitales oder als analoges Ausgangssignal. Ein Ausschnittdetektor mit einem Digitalausgang liefert ein binäres Ausgangssignal, wenn das Eingangssignal zwischen den Schwellwerten liegt. Ein Ausschnittdetektor mit analogem Ausgang liefert ein Abbild des Eingangssignals, wenn dieses zwischen den Schwellwerten liegt.
Bei beiden Arten von Ausschnittdetektoren ist es üblich, beispielsweise Referenzspannungen und Komparatoren zum Abfühlen der Eingangsspannung zu verwenden und die Komparatorausgangssignale einer logischen Torschaltung zuzuführen, welche ein einziges digitales Ausgangssignal liefert. Wenn eine Analogwiedergabe des Eingangssignals gewünscht wird, wird das Ausgangssignal der Torschaltung zur Steuerung eines Schalters benutzt, der zum Abfühlen des Eingangssignals mit dem Eingangsanschluß verbunden ist.
Ausschnittdetektoren werden heute üblicherweise mit Hilfe komplexer Schaltungen realisiert. Es besteht ein Bedürfnis nach einem vereinfachten Ausschnittdetektor oder Diskriminator, dessen Einzelteile sich insbesondere in integrierter Schaltungstechnik ausbilden lassen. Außerdem werden Ausschnittdetektoren benötigt, die nur relativ wenige Bauelemente enthalten, die sich sämtlich in integrierter Form ausbilden lassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Einschaltspannung der Stromstrecke eines Transistors zugeführt. Wenn der Schwellwert Vfc des Transistors erreicht wird, wird die Einschaltspannung über den Transistor an einen Ausgangsanschluß übertragen. Eine Schwellwertschaltung, die ebenfalls auf die Einsehaltspannung anspricht und deren Schwellwert größer als
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V. ist, sperrt den Transistor und klemmt das Ausgangssignal auf einen Bezugspegel, etwa Masse, wenn die zugeführte Spannung den Schwellwert der Schwellwertschaltung überschreitet.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 2, 3 und 4 schematische Darstellungen alternativer Bauelemente zur Verwendung bei der Schaltung gemäß Fig. 1.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Stromweg eines Transistors 10 zwischen Eingangsleitung 12 und Ausgangsanschluß 14 geschaltet. Die Eingangsleitung 12 ist an den Eingangsanschluß 16 zur Zuführung von Eingangssignalen angeschlossen. Die Steuerelektrode 18 des Transistors 10 ist mit einem Schaltungspunkt 28 und einem Belag eines Kondensators 20 innerhalb des gestrichelten Kastens 22 verbunden. Der andere Belag des Kondensators 20 liegt an der Masseleitung 24, die ihrerseits mit einem Eingangsanschluß 26 zum Anschluß einer geeigneten Bezugspotentialquelle, wie Masse, verbunden ist.
Zwischen den Ausgangsanschluß 14 und die Masseleitung 24 ist der Strompfad eines Transistors 30 geschaltet. Innerhalb eines gestrichelten Kästchens 36 ist ein Transistor 34 dargestellt, dessen Strompfad zwischen die Eingangsleitung 12 und die Steuerelektrode 32 des Transistors 30 geschaltet ist. Die Steuerelektrode 38 des Transistors 34 ist ebenfalls an die Eingangsleitung 12 angeschlossen. Ein Kondensator 40 in dem gestrichelten Kästchen 42 ist zwischen die Steuerelektrode 32 des Transistors 30 und die Masseleitung 24 geschaltet. Der Strompfad eines Transistors 44 ist zwischen die Eingangsleitung 12 und den Schaltungspunkt 28 geschaltet. Der Strompfad eines Transistors 46 liegt zwischen dem Schaltungspunkt 28 und der Masseleitung 24. Die Steuerelektrode 48 des Transistors 44 und die Steuerelektrode 50
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des Transistors 46 sind jeweils an den Ausgangsanschluß 14 angeschlossen.
Bei der folgenden Erläuterung der Betriebsweise der soeben beschriebenen Schaltung wird angenommen, daß die Transistoren 10 und- 44 p-leitende Metalloxidhalbleitertransistoren sind, während die Transistoren 30, 34 und 46 η-leitende MOS-Transistoren sind, wie durch die Bezeichnungen ρ bzw. η angedeutet ist. Ferner sei angenommen, daß am Eingangsanschluß 26 Massepotential liegt und daß ein positives Eingangssignal dem Eingangsanschluß 16 zugeführt wird.
Bekannterweise zeigen Feldeffekttransistoren vom Anreicherungstyp eine Schwellwertcharakteristik, d.h., daß der Stromweg eines solchen Feldeffekttransistors praktisch nichtleitend bleibt, wenn die an seine Steuerelektrode angelegte Spannung nicht einen bestimmten, als Schwellwertspannung des Transistors bezeichneten Wert erreicht. Diese Charakteristik wird vorteilhafterweise im vorliegenden Falle ausgenutzt, wo Feldeffekttranistoren als Schwellwertleitungselemente zur Bestimmung diskreter Werte der am Eingangsanschluß 16 zugeführten Eingangsspannung benutzt werden.
Es sei zunächst angenommen, daß die Eingangsspannung auf dem Massepegel liegt und daß'die Kondensatoren 20 und 40 entladen sind. In diesem Zustand sind die Transistoren 10 und 30 nichtleitend und der Ausgangsanschluß 14 ist praktisch von der Eingangsleitung 12 und der Masseleitung 24 isoliert. Wenn die am Eingangsanschluß 16 zugeführte Spannung anzusteigen beginnt (also mehr positiv wird), dann bleibt die Spannung an der Steuerelektrode 18 des Transistors 10 auf Massepotential, da ja der Kondensator 20 nicht geladen ist, wie eingangs angenommen war. Wenn die Eingangsspannung den Schwellwert des Transistors 10 erreicht, wird dieser leitend und klemmt den Ausgangsanschluß 14 auf den Eingangsspannungspegel, der auf der Lei-
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tung 12 herrscht. Der positive Spannungspegel am Anschluß 14 gelangt zur Steuerelektrode 50 des Transistors 46 und dient als Einschaltsignal für den Transistor 46. Dieser Transistor leitet nun und klemmt den Schaltungspunkt 28 auf Masse, so daß sichergestellt wird, daß die Steuerelektrode 18 auf Massepotential gehalten wird und der Kondensator 20 entladen bleibt. Solange die am Eingangsanschluß 16 zugeführte Eingangsspannung oberhalb der SchwellwertSpannung des Transistors 10 und unterhalb des zweiten , nachfolgend noch erläuterten Schwellwertes bleibt, bleibt so weit der Transistor 10 eingeschaltet und am Ausgangsanschluß 14 wird die am Eingangsanschluß 16 zugeführte Spannung wiedergegeben .
Die Funktion des Kondensators 20 innerhalb des gestrichelten Kästchens 22 besteht darin, die Steuerelektrode 18 des Transistors 10 so zu beeinflussen, daß der Transistor 10 einschaltet, wenn die Eingangsspannung auf der Eingangsleitung 12 die Schwellwertspannung des Transistors 10 überschreitet. Der Kondensator 20 eignet sich besonders gut für diesen Zweck, da beim Einschalten des Transistors 44, wie noch erläutert wird, die Steuerelektrode 18 auf das Potential der Eingangsleitung 12 geklemmt wird, so daß die volle Eingangsspannung zwischen Steuerelektrode 18 und Masseleitung 24 zur Verfügung steht. Da die prinzipiellen Verluste in einer Kapazität, wie sie hier verwendet wird, durch Leckströme bedingt sind, welche durch den Kondensator fließen, und da diese Leckströme üblicherweise sehr klein sind, hilft die Verwendung eines Kondensators zur Beeinflussung der Steuerelektrode 18 (anstelle beispielsweise eines Widerstandes) den Leistungsverbrauch der Gesamtschaltung niedrig zu halten. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, daß der Kondensator 20» einer Störungsunterdrückung an der Steuerelektrode 18 des Tranästors 10 dient. In der hier beschriebenen Schaltung dient der Kondensator ferner zur Bestimmung von Anfangszuständen , nicht jedoch als Zeitkonstantenelement; insbesondere wird weder der Kondensator noch der Kondensator 40 für Zeitsteuerzwecke verwendet.
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Verbleiben wir noch bei der Annahme, daß die dem Eingangsanschluß 16 zugeführte Eingangsspannung den ersten Schwellwert erreicht hat: dann beginnt der Transistor 34 in dem gestrichelten Kästchen 36 zu leiten. Da der Transistor 34 ein n-leitender Transistor ist, dessen Steuerelektrode 38 an den Eingangsanschluß 16 angeschlossen ist, und da der Kondensator 40 zunächst noch nicht geladen istf arbeitet der Transistor 34 als Quellenfolger, der einen Strom für den Kondensator 40 liefert. Wenn ein Feldeffekttransistor als Quellenfolger geschaltet ist, fällt bekannterweise eine Spannung an ihm ab, die gleich der Schwellwertspannung des Transistors ist. Am Kondensator 40 liegt daher eine Spannung, die gleich der Eingangsspannung am Anschluß 16 abzüglich der Schwellwertspannung des Transistors 34 ist. Wenn also die am Anschluß 16 zugeführte Eingangsspannung gleich der Schwellwertspannung des Transistors 34 ist (der als Quellenfolger arbeitet), dann ist die an die Steuerelektrode 32 des Transistors 30 und am oberen Anschluß des Kondensators 40 liegende Spannung gleich Null. Der Transistor 30 wird also nicht eingeschaltet.
Wenn die Eingangsspannung jedoch weiter ansteigt, entsteht am Strompfad des Transistors 34 ein Spannungsabfall. Ist die Differenz zwischen der Eingangsspannung und dem Spannungsabfall am Transistor 34 gleich der Schwellwertspannung des Transistors 30, dann wird der Transistor 30 leitend. Es sind dann also beide Transistoren 30 und 10 leitend. Wenn der Widerstand des leitenden Transistors 30 kleiner als der Widerstand des leitenden Transistors 10 ist, dann ist die Spannung am Ausgangsanschluß 14 gleich der Spannungsdifferenz zwischen den Leitungen 12 und 24 multipliziert mit einem Faktor, der gleich dem Wert des Widerstandes 30 dividiert durch die Summe der Werte der Widerstände der eingeschalteten Transistoren 30 und 10 ist. Daraus folgt, daß die am Anschluß 14 auftretende Spannung kleiner als die Hälfte der am Eingangsanschluß 16 zugeführten Spannung ist.
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Diese Verhältnisse sind wichtig in Bezug auf die Betriebsweise der Transistoren 44 und 46. Diese Transistoren arbeiten in ihrer bereits erläuterten Schaltung als komplementärsymmetrischer Inverter, wenn die Spannung an der Eingangsleitung 12 genügend hoch ist. Es ist bekannt, daß die charakteristische übertragungsfunktion eines komplementärsymmetrisehen Inverters von der ihm zugeführten Betriebsspannung abhängt. Typischerweise ist die Übertragungsfunktion derartiger Inverter dadurch gekennzeichnet, daß sie bei ungefähr 50% der Betriebsspannung anders wird. Bei normalen Herstellungstoleranzen kann dieser Änderungs- oder Umschaltungspunkt von einer niedrigen Spannung, etwa 1/3 der Betriebsspannung, bis zu einer hohen Spannung, angenähert 2/3 der Betriebsspannung, variieren. Wenn der Widerstand des leitenden Transistors 30 kleiner als die Hälfte des Widerstandes des Transistors 10 istf dann ist die Spannung am Anschluß 14, wenn beide Transistoren leiten, kleiner als 1/3 der Betriebsspannung an der Eingangsleitung 12. Als Folge davon kehrt der durch die Transistoren 44 und 46 gebildete Inverter das am Ausgangsanschluß 14 liegende Signal um und klemmt die Steuerelektrode 18 des Transistors 10 auf die Spannung an der Eingangsleitung 12. Mit anderen Worten schaltet das Signal am Anschluß 14 den Transistor 46 ab und den Transistor 44 an, und die Steuerelektrode 18 wird daraufhin durch den niederohmigen Strompfad des Transistors 44 praktisch auf das Potential der Leitung 12 gebracht. Infolgedessen wird der Transistor 10 gesperrt, und der Ausgangsanschluß 14 wird über den Strompfad des Transistors 30 auf Massepotential geklemmt.
Die Betriebsweise der Schaltung bis zu diesem Punkt kann folgendermaßen zusammengefaßt werden: Wenn die Eingangsspannung anfangs gleich dem Massepotential ist, sind die Transistoren 10 und 30 gesperrt und der Ausgangsanschluß 14 ist sowohl von der Eingangsleitung 12 als auch von der Hasseleitung 24 isoliert. Weiterhin ist der Kondensator 20 nicht geladen, so daß die Steuerelektrode 18 des Transistors 10 auf Massepotential gehalten wird und den Anfangszustand des Transistors 10 auf diese Weise be-
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stimmt. Erreicht die Eingangsspannung den Schwellwert des Transistors 10, so wird dieser in Quellengrundschaltung leitend und klemmt den Ausgangsanschluß 14 an die Leitung 12. Dadurch wird der Transistor 46 eingeschaltet und klemmt den Schaltungspunkt auf Masse, so daß die Steuerelektrode 18 des Transistors 10 auf Massepotential gehalten wird und der Transistor 10 leitend bleibt, Bei diesen Verhältnissen arbeitet der Transistor 34 als Quellenfolger und liefert eine Steuerspannung an die Steuerelektrode 32 des Transistors 30, die gleich der Eingangsspannung abzüglich der Schwellwertspannung des Quellenfolgertransistors 34 ist.
Erreicht die Eingangsspannung die Summe der Schwellwertspannungen der Transistoren 34 und 30, dann wird der Transistor 30 leitend, so daß der Ausgangsanschluß 14 auf ein Potential kommt, welches gleich der Spannung auf der Leitung 12 mal dem Verhältnis des Einschaltwiderstandes des Transistors 30 dividiert durch die Summe der Einschaltwiderstände der Transistoren 30 und 10 ist. Diese Spannung ist genügend niedrig, um den Transistor 46 zu sperren und den Transistor 44 einzuschalten , so daß der Schaltungspunkt 28 auf die Leitung 12 geklemmt wird und demzufolge der Transistor 10 gesperrt wird. Da der Transistor 30 noch leitend ist, wird der Ausgangsanschluß 14 auf die Masseleitung 24 geklemmt.
Beginnt die am Eingangsanschluß 16 liegende Eingangsspannung abzufallen, dann kehrt sich das Potential am Strompfad des Transistors 34 gegenüber seinem vorherigen Wert wegen der im Kondensator 40 gespeicherten Ladung um (der Knotenpunkt 47 ist positiver als der Signalpegel auf der Leitung 12). Der Transistor 34 arbeitet nun in Quellengrundschaltung, da aber seine Steuerelektrode 38 an die Eingangsleitung 12 angeschlossen ist, ist er gesperrt und führt die Ladung vom Kondensator 40 nicht ab. Der Transistor 30 bleibt dadurch leitend und der Ausgangsanschluß 14 bleibt auf die Masseleitung 24 geklemmt. Dieser Zustand dauert solange an, wie der Kondensator 40 auf einen höheren Wert als das dem Eingangsanschluß 16 zugeführte Potential aufgeladen ist.
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föenn die Eingangsspannung auf Null abfällt, ergibt sich folgendes. Der Transistor 44 arbeitet als Quellenfolger und lädt den Kondensator 20 auf. Der Transistor 34 ist jedoch ein η-leitender Transistor und arbeitet in Quellengrundschaltung, wenn die Eingangsspannung auf Massepotential zugeht. Da die Steuerelektrode 38 des Transistors 34 aber mit dem Eingangsanschluß 16 verbunden ist, bleibt der Transistor 34 gesperrt und es besteht keine direkte Entladungsstrecke für den Kondensator 40. Jedoch entlädt sich der Kondensator 40 über seine normalen Leckwiderstände, und wenn die Spannung an ihm kleiner als die Schwellenspannung des Transistors 30 ist, wird dieser gesperrt und isoliert den Ausgangsanschluß sowohl von der Eingangsleitung 12 als auch von der Masseleitung 24, und der Betriebsablauf kann sich wiederholen.
Die Verwendung von Kondensatoren 20 und 40 begrenzt die Arbeitsgeschwindigkeit der bisher beschriebenen Ausführungsform. Diese Elemente bieten jedoch bestimmte Vorteile sowohl hinsichtlich der Fabrikation als auch hinsichtlich des Betriebes. Beispielsweise eignet sich die Schaltung gemäß Fig. 1 besonders gut zur Herstellung in integrierter Form in Metalloxidhalbleitertechnologie, wobei die Kondensatoren mit denselben Verfahrensschritten wie die Transistoren ausgebildet werden, ohne daß zusätzliche Maskierungs- oder Diffusionsschritte über die zur Herstellung der Transistoren hinaus erforderlich wären. Dies ist möglich, da die Kondensatoren zur Herstellung von Anfangsbedingungen, nicht jedoch für Zextsteuerzwecke, verwendet werden und daher nur wenige Picofarad Kapazität erforderlich sind, die sich leicht in integrierter Technik realisieren lassen. Andere Vorteile der Verwendung von Kondensatoren in dieser Schaltung liegen über die Dauerzustandsbedingungen hinaus im geringen Energieverlust innerhalb der Kondensatoren. Würde man anstatt des Kondensators 40 einen Widerstand verwenden, dann würde sich zwar die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung erhöhen, jedoch würde die Verlustleistung ansteigen, da ein gemäß Fig. 2 anstelle des Kondensators 40 eingefügter Widerstand ständig im Dauerzustand Energie verbrauchen würde.
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Die anhand von Pig. 1 beschriebene Schaltung eignet sich besonders für sogenannte "power up reset"-Schaltungen. Hierunter versteht man eine Schaltung, die einen Impuls liefert, um bestimmte Schaltungen, wie Zeitschaltungen, Prüfschaltungen, Zähler, Speicher und dgl. in einen definierten Zustand zu versetzen, wenn diese an die Stromversorgung angeschaltet werden. Die Versorgungsspannung, eine ansteigende Gleichspannung, wird zwischen die Eingangsanschlüsse 16 und 26 der beschriebenen Schaltung gelegt, und daraufhin erzeugt diese einen Impuls, wie bereits beschrieben, v/elcher die angeschlossene Schaltung in den gewünschten Zustand versetzt. Diese Funktion wird über einen breiten Versorgungsspannungsbereich und große Änderungen der Versorgungsspannungsanstiegzeit erreicht, erfordert keine zusätzlichen Komponenten und verbraucht nur wenig Leckstrora, nach dem der Einstellimpuls aufgetreten ist. Insbesondere eignet sich die Schaltung zur Integration auf demselben Halbleiterplättchen wie der Zähler, Speicher oder dgl. So läßt sich beispielsweise in integrierter Schaltung ein Zähler herstellen, der sich beim Einschalten der Betriebsspannung automatisch auf einen vorbestimmten Zustand einstellt, ohne daß dazu äußere Komponenten oder Steuerleitungen über die vom Zähler selbst normalerweise benötigten erforderlich wären. In solchen Anwendungsfällen ist die Begrenzung der Erholzeit infolge der Kondensatoren von wenig Bedeutung, dagegen ist der niedrige Stromverbrauch ein ganz erheblicher Vorteil.
Die Fig. 2 und 3 zeigen alternative Elemente zur Verwendung in der Schaltung gemäß Fig. 1 zur Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit. Der in das gestrichelte Kästchen 42 eingezeichnete Widerstand 52 gemäß Fig. 2 kann vorteilhafterweise den Kondensator in dem gestrichelten Kästchen 42 der Fig. 1 ersetzen. Dadurch läßt sich die Gesamtarbeitsgeschwindigkeit der Schaltung vergrößern, da der Widerstand 52 keine Ladung speichert, wie es der Kondensator 40 mit der vom Transistor 34 gelieferten Ladung tut. Diese Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit geht allerdings auf Kosten des Leistungsverbrauchs, da der Widerstand 52 ständig Leistung verbraucht, wenn die am Anschluß 16 zugeführte Eingangs-
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spannung größer als der Spannungsabfall am Quellenfolgertransistor 34 ist. Entsprechend kann der in dem. gestrichelten Kästchen "22 der Fig. 3 gezeichnete Widerstand 54 den Kondensator 20 im Kästchen 22 der Fig. 1 ersetzen. Auch dadurch wird die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht, da der Widerstand 54 keine Ladung aufgrund des vom Transistor 44 gelieferten Stromes speichert, wie der Kondensator 20. Andererseits verbrauchte der Widerstand 54 im Dauerzustand Energie, was beim Kondensator 20 nicht der Fall ist.
Die in Reihe geschalteten n-leitenden Quellenfolgertransistoren 56 und 58, die in dem gestrichelten Kästchen 36 der Fig. 4 dargestellt sind, erhöhen die obere Schwellwertspannung der Schaltung gemäß Fig. 1, wenn sie den Quellenfolgertransistor 34 im gestrichelten Kästchen 36 der Fig. 1 ersetzen. In diesem Fall ist die obere Schwellwertspannung der Schaltung gleich der Summe der einzelnen Schwellwertspannungen der Transistoren 56, 58 und 30. Natürlich kann man auch irgendein anderes, bei einem Schwellwert leitendes Bauelement verwenden, etwa eine Zener-Diode. Die grundsätzliche Forderung für jegliches Schwellwertleitungselement im Kästchen 36 besteht darin, daß ein Strompfad zur Verfügung steht, der leitend wird, wenn die an ihm liegende Spannung größer als der gewählte Wert ist, v/ährend der Strompfad andernfalls nichtleitend ist.
Es versteht sich für den Fachmann, daß es für die beschriebene Schaltung auch ein Komplement gibt, wenn man Transistoren vom umgekehrten Leitungstyp und Spannungsquellen entsprechend umgekehrter Polarität verwendet. Weiterhin ist die spezielle Wahl komplementärer MOS-Transistoren in dem beschriebenen Beispiel nicht als Begrenzung des Erfindungsgedankens aufzufassen. Ferner lassen sich im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens weitere Abwandlungen des speziell beschriebenen Ausführungsbeispiels durchführen.
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Claims (10)

  1. Patentansprüche
    Detektorschaltung mit einer ersten Schwellwertschaltung, die auf eine Eingangsspannung anspricht und an ihrem Ausgang eine Ausgangsspannung liefert , die dem den Schwellwert der ersten Spannung überschreitenden Teil der Eingangsspannung entspricht, mit einer zweiten Schwellwertspannung eines höheren Schwellwertes als im Falle der ersten Schwellwertschaltung, die auf die Eingangsspannung anspricht und den Ausgangsanschluß auf einen Bezugsspannungspunkt klemmt, wenn die Eingangsspannung den Schwellwert der zweiten Schwellwertschaltung überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplungsschaltung (44,46) vorgesehen ist, welche auf die Spannung am Ausgangsanschluß (14) anspricht und eine Steuerspannung für die erste Schwellwertschaltung (10,22) liefert, welche diese aus ihrem aktiven Zustand bringt, wenn der Ausgangsanschluß (14) durch die zweite Schwä-lwertschaltung (30,36,40) auf den Bezugspotentialpunkt (Leitung 26) klemmt.
  2. 2) Detektorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwellwertschaltung einen ersten Transistor (10), dessen Stromweg zwischen den Ausgangsanschluß (14) und die Eingangsspannungsquelle (am Anschluß 16) geschaltet ist und der eine Steuerelektrode (18) zur -Steuerung des Leitungszustandes des Strompfades aufweist, sowie ein die Steuerelektrode (18) mit einem Bezugspotentialpunkt (Leitung 26) verbindendes Schaltungselement (22) zum anfänglichen Einschalten des ersten Transistors (10) aufweist.
  3. 3) Detektorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dasSchaltungselement (22) ein Kondensator (20) ist.
  4. 4) Detektorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungselement (22) in Widerstand (52) ist.
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    2415Q98
  5. 5) Detektorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwellwertspannung einen zweiten Transistor (30) mit einem durch eine Steuerelektrode steuerbaren Stromweg, der zv7ischen den Ausgangsanschluß (14) und den Bezugspotentialpunkt (Leitung 24) geschaltet ist, sowie ein Schwellwertelement (36), dessen Stromweg zv/ischen den Eingangsspannungsanschluß (16) und Steuerelektrode des zweiten Transistors (30) geschaltet ist und dessen Stromweg leitend ist, wenn die an ihm liegende Spannung größer als ein gegebener Wert ist, andernfalls dagegen nichtleitend ist, ferner ein Lastelement (40), das zwischen die Steuerelektrode des zweiten Transistors (30) und den Bezugspotentialpunkt (Leitung 24) geschaltet ist und dem der Strom des Schwellwerte lementes zugeführt wird, sowie eine Rückkopplungsschaltung mit einem Inverter (44,46) aufweist, der zwischen den Ausgangsanschluß (14) und die Steuerelektrode des ersten Transistors (10) geschaltet ist und am Ausgangsanschluß auftretende Signale umgekehrt der Steuerelektrode des ersten Transistors zuführt.
  6. 6) Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Stromwege des ersten und zweiten Transistors (10,30) vom entgegengesetzten Leitungstyp sind und daß die Impedanz des Stromweges des ersten Transistors (10) größer als diejenige des Stromweges des zweiten Transistors (30) ist, wenn beide Transistoren leiten.
  7. 7) Detektorschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwellwertelement (36) durch einen Feldeffekttransistor (34) gebildet wird, dessen Steuerelektrode den Leitungszustand seines Kanals bestimmt und mit einem Ende dieses Kanals an die Eingangsspannungsquelle (16) angeschlossen ist, während das andere Ende des Kanals mit der Steuerelektrode des zweiten Transistors (30) verbunden ist.
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  8. 8) Detektorschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter mindestens ein Paar komplementäre Transistoren (44,46) auf v/eist, deren Stromwege in Reihe zwischen die Eingangsspannungsquelle (Anschluß 16) und den Bezugspotentialpunkt (Leitung 24) geschaltet sind und deren Verbindungspunkt mit der Steuerelektrode des ersten Transistors (10) verbunden ist, und daß die Steuerelektroden der komplementären Transistoren an den Ausgangsanschluß (14) angeschlossen sind.
  9. 9) Detektorschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastelement durch einen Kondensator (40) gebildet ist.
  10. 10) Detektorschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastelement durch einen Widerstand (54) gebildet ist.
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DE2415098A 1973-03-28 1974-03-28 Amplitudendetektorschaltung Expired DE2415098C3 (de)

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