DE963615C - Transistorzaehlschaltungsanordnung - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die negative Widerstandscharakteristik von Transistoren zur Erzielung von bistabilen und monostabilen Kippschalteinheiten zu verwenden, die nur einen einzigen Transistor enthalten. Das Hinzufügen eines Außenbasiswiderstandes Rb zu einem Spitzenkontakttransistor in geerdeter Basisschaltung ergibt eine negative Widerstandscharakteristik, wie schematisch in Fig. ι der. Zeichnung dargestellt; diese Charakteristik stellt den Emitterstrom I_e in bezug iauf die Emitterspannung V_e dar. Der negative Widerstand entsteht durch positive Rückkopplung' in Rb und wird durch die Stromverstärkung des Transistors herbeigeführt. Dieser negative Widerstand ist in dreierlei Weise verwendbar:

1. Wenn der Belästungswiderstand der Emitterelektrode (R-g) die Charakteristik der Emitterelektrode an zwei Punkten schneidet, wird die Transistorschaltungsanordnung eine bistabile Kippschalteinheit mit einem »Ein«-Zustand, in dem Emitterstrom in Vorwärtsrichtung fließt, und einem »Aus «-Zustand, in dem Emitterstrom in der umgekehrten Richtung fließt;

2. wenn der Belastungswiderstand der Emitterelektrode den negativen Widerstand übersteigt und ag parallel zu einem Kondensator liegt, wird die

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Transistorschaltung eine riionostabile Kippschalteinheit (R");

3. wenn die Vorspannung der Emitterelektrode der monostabilen Kippschalteinheit auf Null herabgesetzt wird, wird der Transistor eine unstabile Kippschalteinheit (R/").

Die bistabile Kippsehalteinheit kann von dem einen stabilen Zustand in den anderen umgeschaltet werden, wobei ein positiver Spannungsimpuls, der P₁ entspricht, die Kippsehalteinheit von dem Zustand A in den Zustand B überführen kann, während ein negativer Impuls, der P₂ entspricht, die Kippsehalteinheit von B zu A zurückzuschalten vermag. Das Umschalten einer monostabilen Kippschalteinheit erfordert nur einen-einzigen Impuls. Die Erfindung bezieht sich auf Transistorzählschaltungsanordnungen mit einer Anzahl in Kaskade geschalteter bistabiler Transistorkippschalteinheiten, wobei die Kollektorelektrode einer vorangehenden Kippsehalteinheit mit der Emitterelektrode einer darauffolgenden Kippsehalteinheit gekoppelt ist und Kippschaltimpulse gleichzeitig den Emitterelektroden der genannten. Kippschalteinheiten, zugeführt werden.

«5 Es sind zwar bereits Transistorzählschaltungsanordnungen mit einem Kopplungs-Impedanz-Netzwerk bekanntgeworden. Die Stabilität, Schaltsicherheit und Genauigkeit solcher Anordnungen können gemäß der Erfindung jedoch dadurch erheblich verbessert werden, daß in den Kopplungsweg zwischen den aufeinanderfolgenden Kippschalteinheiten ein in Abhängigkeit vom Schaltzustand der jeweils vorhergehenden Einheit vorgespannter und an die gemeinsame Kippschaltimpulsleitung angeschlossener Gleichrichter eingeschaltet ist und daß die Kollektorimpedanz einer jeden. Kippsehalteinheit einen derartigen Wert hat, daß der Spannungsabfall an dieser Impedanz, wenn die Kippsehalteinheit im »Aus «-Zustand ist, zur Folge hat, daß eine Sperrvorspannung auf den entsprechenden Gleichrichter aufgedrückt wird, die ausreicht, zu verhüten, daß Eingangsimpulse die nächstfolgende Transistorkippschalteinheit erreichen, während im »Ein«-Zustand die damit verbundene Steigerung des Kollektorstroms die erwähnte Vorspannung des Gleichrichters hinreichend herabsetzt, um durch den Gleichrichter einen Kippschaltimpuls passieren zu lassen, der die folgende Transistorkippschalteinheit von dem »Aus«- in den »Ein«-Zustand schaltet.

Dies kann bei darauffolgenden Transistorkipp-

schalteinheiten wiederholt werden, so daß in dem Maße, wie die Zählung fortschreitet, allmählich mehr Transistoren in den »Ein«-Z«stand geschaltet werden.

Die Zählschaltung besitzt zweckmäßig einen vorangehenden Transistor, zu dessen Emitterelektrode die Eingangsimpulse ohne Zwischenschaltung eines Gleichrichters zugeführt werden. Die Zählschaltung besitzt zweckmäßig auch eine Endstufe, die in der obenerwähnten Weise durch das Anbringen einer kapazitiven Emitterimpedanz monostabil gemacht wird. Eine solche Stufe liefert jeweils, wenn sie in den »Ein«-Zustand umgeschaltet wird, einen Rückstellimpuls, der samtliehen Kippschalteinheiten der Zählschaltung zugeführt wird, die dann wieder für eine neue Zählung bereitsteht.

Eine günstige Ausbildung der Erfindung wird an Hand von Fig. 2 der Zeichnung näher beschrieben.

Transistoren i, 11, 21 .. . 91 sind derart geschaltet, daß sie je zwei stabile Kippschaltzustände haben, die als »Ein«- und »Aus «-Zustand, wie oben erwähnt, bezeichnet werden, wobei der »Ein «-Zustand der ist, in dem die Emitterelektrode Strom in Vorwärtsrichtung durchläßt, und der »Aus«- Zustand der ist, in dem der Emitterstrom in der Sperrichtung fließt. Als Emitterbelastungswiderstände sind Kristallgleichrichter 3, 13, 23 ... 93 angeordnet, um zu verhüten, daß die Emitterelektroden negativer als ein Emittervorspannungspegel E_e werden. Die Widerstände 2, 12, 22 ... 92 stellen die zusätzlichen Basiswiderstände dar, die zur Erzielung der erforderlichen negativen Widerstandscharakteristik nötig sind; die Widerstände 4, 14, 24 ... 94 werden als Kollektorbelastungswiderstände verwendet.

Eine Kippsehalteinheit mit Endtransistor 101 hat einen stabilen Zustand im »Aus «-Zustand und ist metastabil im »Ein«-Zustand. Zu diesem Zweck wird der Kondensator 103 als Emitterimpedanz verwendet. Der Widerstand 102 ist der zusätzliche Basis widerstand; der Widerstand 104 stellt den Kollektorbelastungswiderstand dar.

Zwischen den Transistoren 21 und 91, wie dargestellt, kann eine beliebige Anzahl von Transistoren angeordnet werden; für eine Dezimalzählvorrichtung werden insgesamt zehn Transistoren verwendet.

Sämtlichen Transistoren werden über Kondensatoren 6 und Widerstände 7 zugleich positive Eingangsimpulse zugeführt. Die dargestellten Batterien sind die Quellen der Emittervorspannung E_e und der Kollektorvorspannung E_c. Angenommen, daß sämtliche Transistoren im »Aus«- Zustand sind, werden ihre-Kollektorspannungen um einen Betragt—E_e —RI_co negativer als ihre Emitterspännungen sein, wobei RI_CO den Spannungsverlust an einem Kollektorbelastungswiderstand infolge des Kollektorsperrstroms I₀₀ darstellt. An den Dioden 8, 18, 88 und 98 sind infolgedessen Sperrspannungen wirksam, wodurch die Eingangsimpulse die Transistoren 11 bis 101 nicht erreichen können.

Der Transistor 1 hat keine derartige Diode und wird deshalb von dem ersten Impuls in den »Ein«- Zustand umgeschaltet. Im »Ein«-Zustand hat der gesteigerte Kollektorelektrodenstrom zur Folge, daß die Kollektorspannung des Transistors 1 zum Pegel seiner Emitterspannung heranrückt und-an der Diode 8 eine kleinere Sperrspannung wirksam ist. Der nächste positive Impuls erreicht somit den Transistor 11 und schaltet ihn in den »Ein«-Zustand um.

Die Diode 18 wird nun weniger gesperrt, und der nächste Impuls schaltet den Transistor 21 in den

»Ein«-Zustand um. Dies wiederholt sich, bis sämtliche Transistoren, ausgenommen der Transistor ιοί, sich im »Eku-Zustand befinden.

Der nächste Impuls schaltet die Kippschalteinheit mit dem Transistor ιοί über die Diode 98 um. Da diese Transistorkippschalteinheit monostabil ist, bleibt sie nur im »Ein«-Zustand während einer durch den Kondensator 103 und den inneren Widerstand des Transistors bedingten Periode.

Der so im Belastungswilderstand 104 der Kollektorelektrode erzeugte Impuls wird über einen Kondensator 105 und einen Transformator T der Basiselektrode sämtlicher anderer Transistoren zugeführt; dieser Impuls hat die gleiche Wirkung wie ein den Emitterelektroden zugeführter negativer Impuls und dient dazu, die Kippschalteinheit in den »Aus «-Zustand zurückzuschalten. Der ganze Vorgang wird dann wiederholt. Das Milliamperemeter M überwacht den Gesamtemitterstrom und

äo gibt eine direkte Anzeige über den Zustand des Kreises in jedem Zeitpunkt. Gegebenenfalls kann das Amperemeter M derart ausgebildet sein, daß es eine Anzeige über die Anzahl gemachter Zählungen angibt.

Bei dem in ausgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellten Kreis ist die Minimumamplitude des zum Umschalten der Transistoren 11 bis 101 erforderlichen Impulses verschieden von der, die erforderlich ist, um den Transistor 1 durch das

go Potential an den Dioden S bis 98 umzuschalten. Es kann eine Diode 08 (gestrichelt dargestellt) zugefügt und diese mit einem festen Potential versehen werden, das durch weitere Widerstände 9 und 10 bedingt ist und dem Potential der KoI-lektorelektrode eines Transistors im »Ein «-Zustand entspricht. Dies verbürgt Gleichheit in bezug auf die erforderliche Minimumimpulsamplitude. Bei dieser gestrichelt dargestellten Einrichtung sind der Eingangskondensator und Widerstand 6, 7 des Transistors 1 durch ähnliche Teile 6', 7' ersetzt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Transistorzählschaltungsanordnung mit einer Anzahl in Kaskade geschalteter bistabiler Transistorkippschalteinheiten, wobei die Kollektorelektrode einer vorangehenden Kippschalteinheit mit der Emitterelektrode einer darauffolgenden Kippschalteinheit gekoppelt ist und Kippschaltimpulse gleichzeitig den Emitterelektroden der genannten Kippschalteinheiten zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kopplungsweg zwischen den aufeinanderfolgenden Kippschalteinheiten ein in Abhängigkeit vom Schaltzustand der jeweils vorhergehenden Einheit vorgespannter und an die gemeinsame Kippschaltimpülsleitung angeschlossener Gleichrichter eingeschaltet ist und daß die Kollektorimpedanz einer jeden Kippschalteinheit einen derartigen Wert hat, daß der Spannungsabfall an dieser Impedanz, wenn die Kippschalteinheit im »Aus «-Zustand ist, zur Folge hat, daß eine Sperrvorspannung auf den entsprechenden Gleichrichter aufgedrückt wird, die ausreicht, zu verhüten, das Eingangsimpulse die nächstfolgende Transistorkippschalteinheit erreichen, während im »Ein«-Zustand die damit verbundene Steigerung des Kollektorstroms die erwähnte Vorspannung des Gleichrichters hinreichend herabsetzt, um durch den Gleichrichter einen Kippschaltimpuls passieren zu lassen, der die folgende Transistorkippschalteinheit von dem »Aus«- in den »Ein«-Zustand schaltet.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskade durch eine monostabile Transistorkippschalteinheit abgeschlossen wird, die beim Umschalten einen Rückstellimpuls liefert, um sämtliche anderen Kippschalteinheiten der Kaskade in ihren Ausgangszustand zurückzuschalten.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterkreis des ersten Transistors der Kaskade einen Hilfsgleichrichter mit einer solchen Vorspannung enthält, daß die für den Zustandsübergang der Kippschalteinheiten erforderlichen Kippschaltimpulse für sämtliche Kippschalteinheiten im wesentlichen gleich groß sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 591 961, 2 614 141, 622 213.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 708/140 11. 7OJ 513/189 5.57