168923. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus időkapcsoló
3 168923 4 nie, nyitását pedig második késleltetési idő elteltével az adott jelleggel ellentétes vagy azzal megegyező kimeneti szintváltozásnak keÚ követni. Az ilyen igények kielégítése céljából vezérlőkapcsolóként háromérintkezős váltókapcsolókat szoktak al- 5 kalmazni, és a két különböző késleltetési idő két egymástól, független egyirányú késleltető áramkörrel valósítják meg. A gyakorlatban azonban igen sokszor szükség van arra, hogy egyetlen kétállapotú érintkező nyitását és zárását két különböző késlel- JQ tetési idővel lehessen megjeleníteni. Olyan elektronikus időkapcsoló mindezideig még nem volt ismert, amely a fentiekben vázolt követelményrendszert egyszerű módon maradéktalanul kielégítené. 15 Az 1 762 167 számú NSZK közzétételi iratban nagyon egyszerű felépítésű, egyirányú késleltetésre alkalmas áramkört ismertetnek. Az áramkör lényegében egy tranzisztor báziskörébe kapcsolt integráló RC tagból áll, és a tranzisztor kollektoráram- 20 körébe jelfogó van kapcsolva. Az emitterkörbe kapcsolt zener dióda a tranzisztor nyitóirányú feszültségét adott szinten tartja. A vezérlő kapcsoló bekapcsolásakor a C kondenzátor meghatározott időállandóval, exponenciális függvény szerint töltődik, 25 a bázisfeszültség pedig lassan csökken. Adott idő elteltével a tranzisztor bázisfeszültsége a küszöbszintet megközelíti, és ekkor a kollektoráram a bázisfeszültség csökkenésével arányosan szintén csökken, majd megszűnik. A jelfogó akkor fog 30 elengedni, amikor a kollektoráram az elengedési áram értéke alá csökken. A jelfogók elengedési áramértéke azonban adott típus esetében is viszonylag széles tűréshatárokon belül változik, és a kollektoráram csökkenése is időben viszonylag las- 35 san, tehát nem billenésszerűen következik be, ezért a jelfogó elengedési időpontja előre pontosan nem meghatározható, értéke a tranzisztor hőmérsékletfüggése következtében a külső hőmérséklettől is függ. 40 Ezen áramkör további hiányossága az, hogy a zavaró jelek közvetlenül a bázishoz csatlakoznak, és pillanatnyi értékük már idő előtti kapcsolást eredményezhet. Az 1 923 895 sz. NSZK közzétételi iratban 45 Schmidt triggeres billenőfokozatot felhasználó egyirányú késleltetésre alkalmas késleltető áramkört ismertetnek. A kimeneti jel időpontját itt már a lavinaeffektus pontosan meghatározza, azonban a vezérlő vonalról érkező zavaró feszültségek, impul- 50 zusok itt is közvetlenül a bemenetre kapcsolódnak. Mivel az összehasonlítás, tehát az exponenciálisan változó jelnek a billenési értéket meghatározó feszültséggel történő egybevetése ennél az áramkörnél is a báziskörben történik, az áramkör zavarérzé- 55 kenysége nagy. A Schmidt triggerek továbbá ismert módon adott intervallumban hiszterézissel rendelkeznek, és a kapcsolási szint is erősen hőmérsékletfüggő. Az RC integráló tag a vázolt kapcsolásban nem alkalmas lineárisan növekvő feszültség 60 létrehozására és az exponenciális jelleg miatt az integrált feszültség meredeksége a késleltetési idő növelésével egyre csökken, ez pedig a bekapcsolási bizonytalanságot növeli. Az áramkör láncba kapcsolásra nem alkalmazható. 65 Az 1 614 530 sz. NSZK közzétételi iratban az előzőeknél lényegesen bonyolultabb felépítésű késleltető áramkört ismertetnek. Az összehasonlítás itt is a báziskörben történik, és a késleltetést is integráló RC tag hozza létre, amely az időben csökkenő meredekségű, ezért különböző értékű késleltetési idők esetében különböző pontossággal rendelkezik. Ezen közzétételi irat 2. ábráján azonban feltüntették a zavaró impulzusoknak a működésre gyakorolt hatását is. Ez a hatás lényegében azonos az összes előző áramkör esetében is. Az alábbiakban megmutatjuk, hogy az ilyen áramkörök esetében a zavaró jelek nemcsak akkor fejtik ki hatásukat, amikor ténylegesen a bemeneti vezérlőjelre szuperponálódnak, hanem az integráló tag állapotának megváltoztatása révén megszűnésük után az áramkör eredeti állapotát nem tudja felvenni, ezért a zavaró impulzusok megszűnését követő vezérlés eredményeként a késleltetési idő helytelen értékű lesz. Az 1 614 530 hivatkozott NSZK közzétételi iratnál a 2. ábra A-jelű időfüggvénye az integráló tag kimenetén megjelenő analóg jelet mutatja, amelyen látható, hogy a zavaró impulzusok felfutását és lefutását ugyanazon időállandójú exponenciális függvény kíséri. Az ES jelű időfüggvény a bemeneti vezérlőjelet szemlélteti, amelyre adott időpontokban zavaró jelek szuperponálódnak. Látható, hogy a d jelű zavaróimpulzus befejeződése után a RC tag feszültsége csak adott idő elteltével éri el a stabil állapotot, amelyet az ábrán a tápfeszültség vonala jelöl. Ez az időeltolódás viszont a d zavaróimpulzus időtartamától függ. A késleltetési idő ezen tranziens időtartamától függően megváltozott. Az áramkör késleltetési ideje ezért még a zavaróimpulzus lezajlása után is függvénye a zavaró impulzus szélességének. Feladat olyan elektronikus időkapcsoló létrehozása, amely a bevezetésben vázolt követelményeket maradéktalanul kielégíti, amelynél a késleltetés pontossága független a késleltetési idő értékétől, ahol a zavaró impulzusok elleni védettség az ismert áramköröknél nagyobb és ahol a zavaró impulzusok lezajlása után az áramkör azonnal az alapállapotába tér vissza, tehát a zavaró jeleknek semmilyen utólagos hatása nincs. A találmány szerint létrehoztunk egy alapáramkört időkapcsolókhoz, amely első áramköri csoporttal kiegészítve egyirányú késleltetésre alkalmas időkapcsolót, második áramköri csoporttal kiegészítve pedig másik típusú egyirányú késleltetésre alkalmas időkapcsolót képez, végül az első és második áramköri csoporttal adott módon egyidejűleg kiegészítve kétirányú késleltetésre alkalmas olyan időkapcsolót alkot, amely alig bonyolultabb az egyirányú késleltetésre alkalmas időkapcsolóknál. Az alapáramkör és a hozzá csatlakoztatható két áramköri csoport tulajdonságai azért kombinálhatók ilyen módon, mivel a két áramköri csoport egymástól függetlenített, működése egymást kiegészíti, és különböző működési mechanizmusok ellenére a fentiekben vázolt feladatokat külön-külön is maradéktalanul kielégítik. 2
