174912. lajstromszámú szabadalom • Nagysebességű monostabil multivibrátor
3 174912 4 hogy az egyik tranzisztornak a vezetési állapotból a zártállapotba való átmenetele után az így keletkező hatás váltja ki a másik tranzisztornak a zárt állapotból a vezető állapotba való átmenetét. További lényeges felismerésünk még az is, hogy az időzítő elemet töltő áramgenerátor áramát egy, a multivibrátort alkotó, tranzisztorok vezetési típusával ellentétes vezetési típusú tranzisztorral vezetjük be az áramkörbe. Találmányunk tehát nagysebességű monostabil multivibrátor, amely meghajtó fokozatból és multivibrátor fokozatból áll, ahol a multivibrátor fokozatnak két emitter-csatolt tranzisztora van. A megoldás lényege az, hogy a meghajtó fokozat kis kimenő ellenállású szimmetrikus kimenetekkel rendelkezik. Az egyik kimenetére a multivibrátor fokozat emittercsatolt első tranzisztorának bázisa, másik kimenetére pedig párhuzamosan kapcsolt nyitóirányú és egy záróirányú diódán keresztül a multivibrátor emitter-csatolt második tranzisztorának bázisa csatlakozik és a meghajtó fokozat kimenetei egy-egy induktivitáson keresztül föld - pontra van kötve, továbbá a multivibrátor fokozat második tranzisztorának bázisa párhuzamosan kapcsolt nyitóirányú záróirányú diódán keresztül van a földpontra kapcsolva, a második tranzisztor bázisaihoz, illetve kollektoraihoz egy további tranzisztor kollektora, illetve bázisa van kötve, amely tranzisztor emittere egyrészt egy időmeghatározó kondenzátoron keresztül a földpontra, másrészt egy áramgenerátoron keresztül a multivibrátor fokozat negatív tápfeszültségénél negatívabb tápfeszültség forrásra van kapcsolva, továbbá a multivibrátor fokozat második tranzisztorának bázisa egy ellenálláson keresztül a tápfeszültség forrás pozitív sarkához van kötve és a multivibrátor fokozat kimeneteit a két emitter-csatolt tranzisztor kollektorai képezik. Találmányunkat részletesebben az ábrák alapján magyarázzuk, ahol is az 1. ábra az ismert megoldású meghajtó fokozattal rendelkező monostabil multivibrátort, 2. ábra pedig a találmány szerinti meghajtó fokozattal rendelkező monostabil multivibrátort ábrázolja. Mint már azt az előzőkben is elmondtuk, az 1. ábrán látható monostabil multivibrátor a 163 688 lajstromszámú magyar szabadalom szerinti megoldás, amelynek lényeges hátránya az, hogy a meghajtó fokozat nem szimmetrikus. Kényes pontja, hogy a Cv kondenzátort - amely az átbillenési időt határozza meg — továbbá az Rv ellenállást - amely az átbillenési szintet határozza meg — csak melegponton lehet vezérelni és ezért ez a megoldás nem használja ki az áramköri elemek által megengedett maximális frekvenciát. A 2. ábrán látható a találmány szerinti monostabil multivibrátor, amely ugyancsak meghajtó fokozatból és multivibrátor fokozatból áll, ahol 3 meghajtó fokozatnak aszimmetrikus B bemenete és úgy ellenállásra, mint kimenő feszültségre nagypontossággal azonos, két egymással szimmetrikus B1 és B2 kimenete van, amely B1 és B2 kimenetek képezik a multivibrátor fokozat bemenetéit. A B1 kimenet az L1 induktivitáson keresztül földpotenciára van kapcsolva és az L1 induktivitás a szimmetrikus 3 meghajtó (okozat kimenő ellenállásával differenciáló áramkört alkot, amely kimenetén megjelenő négyszögjelet differenciálja. Hasonlóképpen a B2 kimenet is egy L2 induktivitáson keresztül földpotenciára van kötve és L2 induktivitás a szimmetrikus 3 meghajtó fokozat kimenő ellenállásával együtt ugyancsak differenciáló áramkört alkot, amely differenciáló áramkör a B2 kimeneten megjelenő négyszögjelet differenciálja. A B1 kimenet közvetlenül csatlakozik a TR1 tranzisztor bázisára, amely tranzisztor kollektora az R4 ellenálláson keresztül a tápfeszültségforrás, -U negatív pólusára, emittere pedig, amelyik közösítve van a TR 2 tranzisztor emitterével, az R2 ellenálláson keresztül a tápfeszültség forrás +U pozitív pólusára van kötve. A B2 kimenet egymással párhuzamos, záró illetve nyitó irányba kapcsolt Dl illetve De diódákon keresztül csatlakozik a TR 2 tranzisztor bázisára. A tranzisztor bázisa egyrészt egy nyitó és egy záró irányba kötött D3, illetve D4 diódán keresztül földpotenciára, másrészt RÍ ellenálláson keresztül a tápfeszültség forrás +U pozitív pólusára csatlakozik. A TR2 tranzisztor kollektora pedig az R3 ellenálláson keresztül kapcsolódik a tápfeszültség forrás -U negatív pólusára. A TR2 tranzisztor bázisához az ellentétes vezetési típusú TR3 tranzisztor kollektora, ennek emittere pedig az I áramgenerátor és a C kondenzátor egyik sarkához kapcsolódik. A TR3 tranzisztor bázisa pedig a TR2 tranzisztor kollektorával van összekötve. A C kondenzátor a multivibrátor időmeghatározó eleme és mint látható, egyik sarka földpotenciálon van, így a multivibrátor időzítése hidegponton szabályozható. Az i áramgenerátor másik sarka a tápfeszültség forrás -U1 negatív pólusára csatlakozik, amely —U1 negatív pólus a —U negatív pólusnál negatívabb feszültségű. A 2. ábrán látható találmány szerinti monostabil multivibrátor működésének egyik feltétele azonban az a C kondenzátorral beállított időzített időtartam kisebb legyen, a négyszög alakú vezérlő jel szélességénél, mivel ellenkező esetben a vezérlő jel hátsó éle - míg az időzített időtartam előtt - visszabillenti az áramkört. A találmány szerinti áramkör működése a következő: Az áramkör alaphelyzetében a TR2 és a TR3 tranzisztorok vezetnek, TR1 tranzisztor zárva van. A TR3 tranzisztor kollektor árama a D3 diódán keresztül záródik és TR2 tranzisztor bázisát néhány tized Volt negatív feszültségen tartja. A TR3 tranzisztor emitter bázis feszültségét a TR2 tranzisztor kollektor feszültség határozza meg. A nyitott TR2 tranzisztor zárt helyzetben tartja a TR1 tranzisztort, mivel annak emitter pontja közelítően zérus feszültségen van. A szimmetrikus 3 meghajtó fokozat B bemenetére érkező vezérlő négyszögjel a szimmetrikus 3 meghajtó fokozat B1 és B2 kimenetein két teljesen azonos amplitúdójú, de ellentétes irányú négyszögjelként jelenik meg, amelyet a differenciáló áramkör tűimpulzusokká alakít. A szimmetrikus meghajtás lényegesen gyorsítja a multivibrátor áramkör átbillenését, mivel a zárt TR1 tranzisztor bázisára 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
