DE2813073A1

DE2813073A1 - Diskriminator-schaltung

Info

Publication number: DE2813073A1
Application number: DE19782813073
Authority: DE
Inventors: Karl-Diether Dipl Ing Nutz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1978-03-25
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1979-09-27
Also published as: DE2813073C2; US4258277A

Description

Diskr iminator-Schaltunq

Die Erfindung betrifft cine Diskr j minatorschaltung , die beim Erreichen eines besriunvton -Wertes einer veränderlichen VorsorgungaqleichspaAnunq ein definiertes Ausgangssiqr.al abgibt. Die veränderliche Gleichspannung entsteht beispielsweise an einem Ladekondensator, der über die gleichgerichtete Netzspannung aufgeladen wird. Beim Einschalten der Netzspannung lädt sich der Ladekondensator auf und eine nachgeschaltete Diskriminatorschaltung muß dafür sorgen, daß beim Erreichen eines bestimmten Spannungswertes am Ladekondensator durch Abgabe eines Steuerimpulses beispielsweise nachgeschaltete Speicherschaltungen zur Aufnahme von Informationen freigegeben werden. Derartige Diskriminatorschaltungen werden beispielsweise bei Digital-Lichtdimmern verwendet, bei denen durch eine andere nicht näher beschriebene Schaltung beispielsweise bei Netzausfall und Spannungswiederkehr ein definierter Ausgangszustand eingestellt wird und ab dem Erreichen eines bestimmten Gleichspannungswertes neue Informationen in den Speicher der [,ichtdimmerschaltung eingeschrieben werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Diskriminatorschaltung anzugeben, mit deren Hilfe sowohl die Versorgunqsgleichspannung auf

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einen bestimmten Spannungswert begrenzt als auch ein definiertes Ausgangssignal erzeugt werden kann. Diese Schaltung soll mit möglichst wenigen Bauelementen auskommen und sehr genau arbeiten. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Versorgungsspannungsquelle eine Stromspiegelschltung angeschlossen ist, durch die ein Eingangsstrom in definierter Weise auf zwei Stromzweige aufgeteilt wird, daß im einen Stromzweig eine Begrenzerschaltung angeordnet ist, durch die der Anstieg der Versorgungsspannung auf einen bestimmten Maximalwert begrenzt wird, während im anderen Stromzweig ein das Ausgangssignal abgebendes Schaltelement angeordnet ist.

Durch den Einsatz der Stromspiegelschaltung ist es möglich, den Einsatzzeitpunkt der Begrenzerschaltung unabhängig von der Abgabe des Ausgangssignals beim Erreichen eines bestimmten Spannungswertes einzustellen. Die erfindungsgemäße Schaltung hat ferner den Vorteil, daß bei einem den Stromspiegel bildenden Zweigkollektortransistor Ableitwiderstände und Begrenzungswiderstände eingespart werden können.

Besteht die Stromspiegelschaltung aus einem Transistor mit zwei Kollektoren, so wird in den einen Kollektoren vorzugsweise ein Widerstand mit einem nachgeschalteten

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weiteren Transistor geschaltet, an dem das Ausgangssignal entsteht, während in den anderen Kollektorstromzweig die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode und einem Widerstand geschaltet ist. Die Zenerdiode und der Widerstand bestimmen den Spannungswert, bei dem ein angeschlossener Transistor einen weiteren Spannungsanstieg der Versorgungsgleichspannung verhindert. Aus diesem Grund wird die Verbindung zwischen der Zenerdiode und dem dazu in Reihe geschalteten Widerstand an die Basiselektrode einer zwischen die Pole der Versorgungsspannungsquelle geschalteten Begrenzertransistors angeschlossen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung wird der Eingangsstrom durch die Stromspiegelschaltung vorzugsweise zu gleichen Teilen auf die beiden Kollektorstromzweige aufgeteilt. Die beiden Widerstände sind so dimensioniert, daß der Begrenzereinsatz und die Abgabe des Ausgangssignals zur gleichen Zeit erfolgt. Dies bedeutet, daß beide Kollektoren des Stromspiegeltransistors gleichgroß sind und auch die Widerstände in den beiden Stromzweigen vorzugsweise gleiche Werte aufweisen.

Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

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In der Figur ist eine vorteilhafte Ausführungsforin der erfindungsgemäßen Diskriminatorschaltung dargestellt. Die Netzspannung wird über einen Widerstand und eine Gleichrichteranordnung direkt zur Aufladung des Ladekondensators C, an dem die Versorgungsgleichspannung abfällt, herangezogen. Beim Anschluß der Netzspannung an die dargestellte Schaltung lädt sich der Kondensator zunächst so lange auf, bis die am Ladekondensator anstehende Gleichspannung durch den parallel zum Ladekondensator geschalteten Transistor T₁ begrenzt wird. Die Stromspiegelschaltung wird vom Transistor T₂ gebildet, der zwei Kollektorelektroden K-, K„ aufweist. Die eine Kollektorelektrode K. ist mit der Basiselektrode des Transistors T₀ kurzgeschlossen und mit der Reihenschaltung aus der Zenerdiode Z₁ mit dem Widerstand R₁ verbunden. In den anderen Kollektorstromzweig ist der Widerstand R„ geschaltet, dem die Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors T., parallel geschaltet ist. Am Kollektor des Schalttransistors T.. wird das Ausgangssignal abgegriffen. Die Verbindung zwischen der Zenerdiode Z- und dem Widerstand R ist an die Basis-Elektrode des Begrenzertransistors T₁ angeschlossen. Die Schaltung aus dem Stromspiegeltransistor T„ und den beiden Kollektorstromzweigen ist gleichfalls zwischen die beiden Pole der Versorgungsgleichspannungsquelle geschaltet.

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Beim Anstieg der Ladespannung am Kondensator C bleibt der Transistor T\ zunächst gesperrt, bis der Kollektorstrom üb"r den Strom =:wei=-j K~ den Wert I . = U_n^_n,-,,

i. mm b1j1j/_

überschreitet. T^r gleiche Strom fließt dann aufgrund der Symmi--·-tri .-■; dec Stromspiegeltransistors T_? auch über die Kollektorelehtrod·: K, durch die Zenerdiode Z₁ und der Widerstand R₁. Die Summe der beiden Kollektorströme entspricht dem Eingangsstrom I₉, der bei gesperrtem Begrenzertransistor T₁ zunächst als einziger der Versorgungsgleichspannungsguelle entnommener Strom in die Diskriminatorschaltung fließt. Wenn die Spannung LL am Kondensator C den Wert ü_ß = U₃₁ + U_ßET + U_ßET erreicht hat, wird der Transistor T₁ angesteuert, der nun die Versorgungsspannung auf diesen Wert £L· begrenzt.

£5

Durch die Wahl der Widerstände R., R„ kann unabhängig voneinander der Einsatzzeitpunkt der Begrenzerschaltung und der Impulrabgabezeitpunkt am Transistor T, in Ab-

0 hängigkeit von. der anliegenden Versorgungsgleichspannung eingestellt werden. Es wäre somit möglich, den Transistor T., bereits bei einem Gleichspannungswert durchzuschalten, der kleiner ist als der durch den Einsatzpunkt der Begrenzerschaltung bestimmte maximale Spannungswert am Ladekondensator. Vorzugsweise wird man jedoch den Impulsabgabezeitpunkt und den Einsatzzeitpunkt der Begrenzerschaltung zusammenfallen lassen, was dadurch geschieht, daß die Widar.stände R₁ , R_? gleich groß sind und auch die Kollektort-.il dos Transistors T_ mit gleichen Abmessungen

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BAD OP.SGiNAL

gewählt werden, so daß aufgrund der Transistorsymmetrie durch die beiden Rtrom?weige gleich große Ströme fließen.

Die Ausführung des Transistors T- als Stromspiegel err-ö'ilicht -.'ie Eiriypar-mg von ζ v/ei Widerständen. Wenn uer ΐ/άη&ίονοΓ T₀ (ir. einfacher Transistor wäre, müßte zwischen die Basis und Emitterelektrode des Transistors T.. ein Able it widerstand geschaltet werden, durch den der Arbeitspunkt der Zenerdiode definiert würde. Andererseits müßte auch in den Kollektorstromzweig ein I'egrenzunyswiderstand geschaltet werden, um den Kollektorritrom, der vom Stromverstärkungsfaktor des Transistors ibhärigig wäre, auf einen zulässigen Wert zu begrenzen.

Bei der Anordnung gemäß der Figur ist dem Ausgang des Transistors T_ ein Zwischenspeicher aus den beiden NAND-Gattern N., N nachgeschaltet. Diese beiden NAND-Gatter sind kreuzgekoppelt und auf das NAND-Gatter N.. wird das Ausgangssignal des Transistors T-, als „SET"-Signal gegeben, während auf den freien Eingang des NAND-Gatters N„ das „PRESET"-Signal gegeben wird. Erst wenn der Transistor T., durchschaltet, wird das „SET"-Signal eine logische „O" und der Zwischenspeicher gibt als Ausgangssignal eine logische „1" ab. Zuvor war das „PRESET"-Signal von einer logischen „O" zu Beginn der Einschaltnhase auf „1" gesprungen, so daß der preset-Zustand des Zwischenspeichers „0" ist.

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BAD ORIGINAL

Bei durchgeschaltetem Transistor T„ ist das „SET"-Signal somit eine logische „O", und der Zwischenspeicher gibt eine logische „1" ab, die die nachgeschaltete Logik oder Speicherschaltung zur Aufnahme neuer Informationen freigibt.

Bei dem Ausf ührurigsbeispiel gemäß der Figuren sind die Transistoren T.._r T, beispielweise NPN-Transistoren, während der Transistor T~ ein PNP-Doppelkollektortransistor ist. Die Widerstände R., R~ sind beispielsweise 14 kn groß.

Die Gleichspannung, bei der der Transistor T^. umgeschaltet wird und die Spannungsbegrenzung am Kondensator C erfolgt, liegt beispielsweise bei 8,7 Volt.

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Leerseite

Claims

Lieentia Patent -Vorwaltungs-GmbH Tbeüdor-3tf;rn-<ai 1 , 6000 Frankfurt/Main

FTeilbronn, den 13.03.78 ^;"E2-HN-Ma/pi - HN 77/10

*- ^e D t a π s jp r ü c_ h ο

( 1) ι Diskriminacorschailtuncj, die bexni Erreichen eines bestimmten Wertes einer veränderlichen Versorgungsgleichspannung ein definiertes Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß an die Versorgungsspannungsquelle (UL) eine Stromspiegelschaltung (T„) angeschlossen ist, durch die ein Eingangsstrom (I₁-,-.) in definierter Weise auf zwei Stromzweige aufgeteilt wird, daß im einen Stromzweig eine Begrenzerschaltung (Z.., R. , T. ) angeordnet ist, durch die der Anstieg der Versorgungsspannung auf einen bestimmten Maximalwert begrenzt wird, während im anderen Stromzweig ein das Ausgangssignal abgebendes Schaltelement (T.,) angeordnet ist.
2) Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspiegelschaltung aus einem ersten Transistor (T„) mit zwei Kollektoren (K^, K₃) besteht, wobei in den einen Kollektorzweig ein Widerstand (R„) mit einem nachgeschalteten zweiten Transistor (T₃) geschaltet ist, wahrend in den anderen Kollektorstromzweig die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode (Z ) und einem Widerstand (R₁) geschaltet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
3) Diskriininatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode (K₁) des ersten Transistors (T-), die mit der Zenerdiode (Z₁) verbunden ist, zugleich mit der Basiselektrode (B) des erstem Transistors (T₀) verbunden ist.
4) Diskriininatorschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennζeichent, daß die Verbindung zwischen der Zenerdiode (Z₁) und dem dazu in Reihe geschalteten Widerstand (R ) an die Basiselektrode eines zwischen die Pole der Versorgungsspannungsquelle (U ) geschalteten Begrenzertransistors (T₁) angeschlossen ist.
5) Diskriininatorschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stromspiegelschaltung der Eingangsstrom zu gleichen Teilen auf die beiden Kollektorstromzweige aufgeteilt wird, und daß die beiden Widerstände (R₁, R„) so dimensioniert sind, daß der Begrenzereinsatz und die Abgabe des Ausgangssignals zur gleichen Zeit erfolgt.

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