DD205312A1

DD205312A1 - ARRANGEMENT FOR CONTROLLING A CUTTING RADIO TRACK

Info

Publication number: DD205312A1
Application number: DD23784782A
Authority: DD
Inventors: Herbert Bachmann
Original assignee: Herbert Bachmann
Priority date: 1982-03-03
Filing date: 1982-03-03
Publication date: 1983-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung einer Abschneidefunkenstrecke fuer die Erzeugung abgeschnittener Stosswellen, bei der ueber eine digital arbeitende Verzoegerungsschaltung ein Triggerimpuls abgeleitet wird. Aufgabe ist es, eine Steueranordnung anzugeben, die die Streuung der Abschneidezeiten auf ein vertretbares Minimum reduziert. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe geloest, indem zunaechst von einem Vorwahlzaehler (5) die Zeitdifferenz zwischen dem Nennbeginn der Stosswelle und einer ersten steuernden Flanke eines Taktes erfasst und gespeichert wird, dann mit Hilfe einer taktgesteuerten Verzoegerungsschaltung (4) von diesem Zeitpunkt an eine vorwaehlbare Verzoegerungszeit ablaeuft und anschliessend vom weiterzaehlenden Vorwahlzaehler (5) die bis zu einem vollen Takt erforderliche Zeit ergaenzt wird.The invention relates to an arrangement for controlling a Abschneidefunkenstrecke for the production of cut shock waves, in which a trigger pulse is derived via a digitally working Verzoegerungsschaltung. The object is to provide a control arrangement which reduces the spread of the cut-off times to an acceptable minimum. According to the invention, this object is achieved by first detecting and storing the time difference between the nominal start of the shock wave and a first controlling edge of a clock by a preselection counter (5), then by means of a clock-controlled delay circuit (4) from this point to a preselectable delay time and then from the weiterzaehlenden preselection counter (5) the time required up to a full clock is added.

Description

Bachmann, HerbertBachmann, Herbert

VEB Transformatoren- und Röntgenwerk ^qH« Matern"VEB Transformers and X-Ray Work ^q H «Matern"

TuR-Akte 1808 IPK: H 02 M 9/00TuR file 1808 IPK: H 02 M 9/00

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Dresden, am 17.02,82 TNP/Oe/DiDresden, on 17.02.82 TNP / Oe / Tue

Anordnung zur Steuerung einer AbsohneidefunkenstreckeArrangement for controlling a seed drunkard range

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung einer Abschneidefunkenstrecke für die Erzeugung abgeschnittener Stoßwellen, bei der über eine digital arbeitende Verzögerungsschaltung ein Triggerimpuls abgeleitet wird.The invention relates to an arrangement for controlling a Abschneidefunkenstrecke for the generation of cut shock waves, in which a trigger pulse is derived via a digitally operating delay circuit.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Nachbildung der betriebsmäßigen Überspannungsbeanspruchungen, wie sie insbesondere als Folge von indirekten oder direkten Blitzeinschlägen in elektrische Anlagen auftreten, und zum Nachweis der Isolationsfestigkeit derart beanspruohter elektrischer Geräte ist die Erzeugung abgeschnittener Stoßwellen von vorgeschriebener Form und bestimmten Scheitelwerten erforderlioh. Bei Prüfungen mit derartigen Wellen ist es sehr wichtig, daß eine einmal eingestellte Abschneidezeit für Prüfstöße mit verschiedenen hohen Scheitelwerten genau eingehalten werden, damit beispielsweise die bei diesen Prüfvorgängen aufgenommenen Oszillogramme einwandfrei ausgewertet werden können«Characteristic of known technical solutions To simulate the operational overvoltage stresses, such as those that occur as a result of indirect or direct lightning strikes in electrical equipment, and to demonstrate the insulation strength of such claimed electrical equipment, the production of cut-off shock waves of prescribed shape and peak values is required. For tests with such waves, it is very important that a once set cut-off time for test joints with different high peak values be adhered to accurately so that, for example, the oscillograms recorded during these test procedures can be perfectly evaluated. "

Dazu dienen Abschneidefunkenstreoken, die über elektronische Einrichtungen zeitverzögert gegenüber dem Impulsgenerator und den zur Registrierung verwendeten Oszilloskopen getriggert werden« Für die beim Nennbeginn der Stoßwelle beginnende Abschneidezeit besteht die Forderung, daß sioh ihre Streuung in den Grenzen von - 100 ns und darunter hält« Die Absohneidezeit selbst kann beispielsweise 3/j.s betragen« Es wurden deshalb in der Vergangenheit spezielle SteuergeräteThis is done by truncation spark strikes which are triggered by electronic devices with a time delay relative to the pulse generator and the oscilloscopes used for registration. "For the cutoff time beginning at the beginning of the shockwave, there is a demand that it keep its scatter within the limits of - 100 ns and below." The Absorbing Side Time itself can be 3 / js , for example. "That is why special control devices have been used in the past

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geschaffen, um in definierter Weise, abhängig vom Zündzeltpunkt des Impulsgenerators, einen verzögerten Triggerimpuls für die Absohneidefunkenstrecke zu gewinnen. Die DD-PS 25786 beschreibt ein© solche Einrichtung, bei der über eine Antenne die Zündung des Xmpulsgenerators erfaßt und mittels einer Laufzeitkette ein davon abgeleiteter Impuls definiert verzögert wird· Andere Lösungen sehen eine elektronische Verzögerung beispielsweise mi-t einem Miller-Integrator vor« Die zeitlichen Streuungen dieser Lösungen in Analogtechnik sind vor allem von den Toleranzen der Bauelementeparameter sowie von der Genauigkeit der erforderlichen Schwellwertschalter abhängig« Temperatur- und Alterungseinflüsse sind zu beachten« Der Abgleich der Verzögerungszeiten bedingt einen erheblichen Aufwand« Diese Nachteile lassen sich weitgehend durch eine elektronische Verzögerung mit getakteten digitalen Schaltungen (z«B«Zäblketten) vermeiden (R,S„Minchin,Τ·Μ»Parnell: A digital timing unit for impulse generator control; IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol,PAS-97,no«3» May/ June 1978,S_#926-929). Dabei wird ein Startsignal einem Oszilloskop und über eine erste Zählkette einem Impulsgenerator zugeführt« Die Abschneidefunkenstrecke erhält seinen Triggerimpuls von einer zweiten Zählkette, die der ersten nachgeschaltet ist« Während eine solche Lösung, die z.B. mit Taktzeiten von 100 ns arbeitet, für die Triggerung von Impulsgenerator und Oszilloskopen vorteilhaft ist und wegen der Möglichkeit einer Quarzsteuerung außerordentlich niedrige, sich lediglich im Bereich von - 20 ns bewegende zeltliche Streuungen der Triggerimpulse gewährleistet, führt sie im Falle der Triggerung der Abschneidefunkenstreoke zu einer durch das Taktprinzip bedingten zeitlichen Streuung im Bereioh der Taktzeit· Diese Streuung wird durch die stets auftretenden Streuungen des Zündzeitpunktes des Impulsgenerators hervorgerufen« Da die digitale Zählung der Verzögerungszeit beispielsweise immer bei einem Low-high-Übergang des Taktes beginnt, der Zündzeitpunkt aber im Bereich kurz vor bis kurz naoh einem Übergang liegen kann, liegt die Streuung der Abschneidezeit im Bereioh eines Taktes·»· Bei einer Taktfrequenz von 10 MHz kann diese Differenzcreated to win in a defined manner, depending on the ignition point of the pulse generator, a delayed trigger pulse for the Absohneidefunkenstrecke. The DD-PS 25786 discloses a © such a device in which sensed via an antenna the ignition of the Xmpulsgenerators and defines a derived therefrom pulse by means of a delay line is delayed · see Other solutions, an electronic delay, for example, mi-t a Miller integrator in front of "the Time variations of these solutions in analog technology are mainly dependent on the tolerances of the device parameters and the accuracy of the required threshold value. "Temperature and aging effects are to be considered" The adjustment of the delay times requires considerable effort "These disadvantages can be largely by an electronic delay with clocked digital circuits (z "B" chains) (R, S "Minchin, Τ · Μ" Parnell: A digital timing unit for pulse generator control; IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol, PAS-97, no "May / June 1978, p _# 926-929). In this case, a start signal is fed to an oscilloscope and a pulse generator via a first counting chain. "The cutting spark gap receives its trigger pulse from a second counting chain which is downstream of the first" While such a solution, for example, with cycle times of 100 ns, for the triggering of pulse generator and Oscilloscopes is advantageous and because of the possibility of quartz control extremely low, only in the range of - 20 ns moving zeltige scattering of the trigger pulses, it leads in the case of triggering Abschneidefunkenstreoke to a time principle caused by the timing principle in the range of the cycle time · This Scattering is caused by the always occurring variations in the ignition timing of the pulse generator «Since the digital count of the delay time, for example, always starts at a low-high transition of the clock, but the ignition timing in the range shortly before to shortly n If there is a transition, the spread of the clipping time is within one cycle · · · At a clock frequency of 10 MHz, this difference can occur

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bis zu 100 na betragen. Berücksichtigt man nooh die physikalisch bedingten zeltlichen Streuungen der Abschneidefunkenstrecke selbst, so ergeben sich in der Summe Streuzeiten, die größer als - 100 ns sind*up to 100 na. Taking nooh into account the physically induced differences in the scintillation distance itself, the total scattering times are greater than -100 ns *

Ea wurde von uns bereits erwogen, durob Erhöhung der Taktfrequenz den Wert der Streuung der Abschneidezeit zu verringern* Dieser Weg hat jedooh Grenzen, da die erforderlichen Bauelemente wegen der notwendigen Schaltgesohwindigkeit einen höheren Energiebedarf haben und die Störimpulssicherheit schnell abnimmt· Außerdem ist dies nicht notwendig und wegen der vorhandenen digitalen Vorwahl der Verzögerungszeit sogar nachteilig, da die Einstellung der Verzögerung für die Abschneidezeit nur mit Schritten von etwa 100 ns erforderlich ist· Ea we have already considered, durob increase the clock frequency to reduce the value of the scattering of the cutoff time * This way, however, has its limits, because the necessary components due to the necessary Schaltgesohgeschwindigkeit have a higher energy consumption and the Störimpulicherheit quickly decreases · Moreover, this is not necessary and even disadvantageous because of the existing digital preselection of the delay time, since the setting of the delay for the clipping time is only required with steps of approximately 100 ns.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung bezweckt, die angegebenen Nachteile zu vermeiden·The invention aims to avoid the stated disadvantages.

Darlegung des Vesens der ErfindungPresentation of the invention of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für eine Absohneidefunkens trecke dienende Steueranordnung der eingangs genannten Art anzugehen, die die Streuung der Absohneidezelten auf ein vertretbares Minimum reduziert· Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von einem Stoßgenerator kommendes Signal zur Erzeugung eines den Nennbeginn der Stoßwelle repräsentierenden Impulses einem Impulsformer zugeführt ist· Der Impulsformer ist ausgangsseitig an den Setzeingang einer bistabilen Kippstufe, an eine taktgesteuerte vorwählbare Verzögerungssohaltung und an den Vorbereitungseingang eines Vorwahlzählers gesohaltet« Der Rüoksetzeingang der bistabilen Kippstufe ist mit einem Takt beaufschlagt und die bistabile Kippstufe ist ausgangsseitig an einen ersten Steuereingang einer am Eingang mit einem höherfrequenten Zusatztakt beaufschlagten Torschaltung gesohaltet, die ausgangsseitig auf den Vorwahlzähler arbeitet· Die Torsohaltung weist zwei weitere Steuereingänge auf, vonThe object of the invention is to address a control arrangement of the type mentioned above which reduces the scattering of the absorption tents to a reasonable minimum. According to the invention, this object is achieved in that a signal coming from an impact generator generates a nominal start · The pulse shaper is connected on the output side to the set input of a bistable flip-flop, to a clock-controlled pre-selectable delay delay and to the preparation input of a preselection counter «The back input of the bistable multivibrator is supplied with a clock and the bistable multivibrator is on the output side a first control input of a gate circuit which is acted on at the input by a higher frequency additional clock and which operates on the output counter on the output · The torso position has two further control elements on, from

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denen einer mit dem Ausgang der Verzögerungsschaltung und der andere mit dem Ausgang des Vorwahlzählers in Verbindung steht· Dem Vorwahlzähler ist eine Leistungsstufe nachgesohaltet, die auf die Abschneidefunkenstrecke arbeitet«one is connected to the output of the delay circuit and the other to the output of the preselection counter · The preselection counter is maintained by a power stage which operates on the truncating spark gap «

Dabei arbeitet die dargestellte Anordnung während eines Prüfvorganges derart, daß zunächst von dem Vorwahlzähler die Zeitdifferenz zwischen dem Nennbeginn der Stoßwelle und der ersten steuernden Flanke des Taktes in digitaler Form erfaßt und gespeichert wird, dann mit Hilfe der Verzögerungsschaltung vom Zeitpunkt der ersten steuernden Flanke des Taktes eine vorwählbare Verzögerungszeit abläuft und anschließend vom Zeitpunkt der der Beendigung der Verzögerungszelt entsprechenden Flanke des T_aktes wieder mit Hilfe des nun weiterzählenden Vorwahlzählers die bis zu einem vollen Takt erforderliche Zeit ergänzt wird·- Demzufolge setzt sioh die eigentliche Verzögerungszeit des Triggerimpulses für die Absohneidefunkenstrecke aus der vorwählbaren Verzögerungszeit und der Dauer eines Taktes zusammen«In this case, the illustrated arrangement operates during a test procedure such that first of the preset counter, the time difference between the nominal start of the shock wave and the first controlling edge of the clock is detected in digital form and stored, then with the aid of the delay circuit from the time of the first controlling edge of the clock a preselectable delay time expires and then from the time of the completion of the delay tent corresponding edge of T _a ktes again with the help of the now counted preset counter the time required up to a full clock is added · - Accordingly, sioh sets the actual delay time of the trigger pulse for the Absohneidefunkenstrecke the preselectable delay time and the duration of a measure together «

Vorzugsweise wird der Zusatztakt einem Taktgenerator entnommen, dem ein für die Erzeugung des Taktes bestimmter Frequenzteiler nachgesohaltet ist« Dabei sollte der Zusatztakt in seiner Frequenz um ein mögliohst großes Vielfaches höher als der Takt sein, soweit dies bauelementemäßig möglich und vertretbar ist«Preferably, the additional clock is taken from a clock generator, which is nachgesohaltet a certain for the generation of the clock frequency divider «The additional clock should be higher than the clock in its frequency by a Mögliohst great multiple, as far as this component is possible and justifiable«

Die dargelegte Lösung für die Steuerung von Absohneidefunkenstreoken für Stoßgeneratoren ermöglicht, die Streuung der Absohneidezeiten auf die Dauer eines Zusatztaktes zu begrenzen, ohne daß dabei die genannte Anordnung mit einer sehr hohen Taktfrequenz arbeiten muß« Daraus ergibt sioh der weitere Vorteil, daß die Störimpulssicherheit nooh relativ hoch ist und der Energiebedarf einschließlich seiner Abführprobleme wegen der nicht so großen Schaltgeschwindigkeiten der meisten Bauelemente sich nooh in vertretbaren Grenzen hält«The stated solution for the control of Absohneidefunkenstreoken for shock generators allows to limit the dispersion of Absohneidezeiten to the duration of an additional clock, without causing the said arrangement to work with a very high clock frequency "This results sioh the further advantage that the Störimpulicherheit nooh relatively is high and the energy demand, including its laxative problems, keeps noo within acceptable limits because of the slower switching speeds of most components. "

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Ausführungsbeispielembodiment

Anhand einer Zeichnung soll nachstehend ein Beispiel näher erläutert werden· Xn der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig· 1: eine Anordnung zur Steuerung einer Abschneidefunken -An example will be explained in more detail below with reference to a drawing. FIG. 1 shows an arrangement for controlling a truncating spark.

strecke und Fig· 2: das dazugehörige Impulsdiagramm·route and FIG. 2: the associated timing diagram

Ein an einem Stoßgenerator 1 abgegriffenes Signal ist in Figur 2a dargestellt. Dieses wird einem Impulsformer 2 zugeführt, der einen Reohteokimpuls erzeugt, dessen Vorderflanke den Nennbeginn (t_Q) der Stoß^e^e repräsentiert (Fig·2b)· Ausgangeseitig ist der Impulsformer 2 an den Setzeingang einer bistabilen Kippstufe 3j an eine Verzögerungsschaltung k und an den Vorbereitungseingang eines Vorwahlzählers 5 geschaltet· Am Rüoksetzeingang 6 liegt ein von einem Taktgenerator mit nachgeschaltetem Frequenzteiler erzeugter Takt von beispielsweise 10 HHz an (siehe Fig»2c)· Der am Ausgang der bistabilen Kippstufe 3 zur Verfugung stehende Rechteckimpuls (Fig«2d), der die Dauer vom Nennbeginn (t ) der Stoßwelle bis zur ersten Low-high-Flanke (t,) des Taktes aufweist, wird nun an einen Steuereingang einer Torschaltung 7 geführt· Der Eingang der Torschaltung 7 ist direkt mit dem Taktgenerator verbunden, so daß an ihm ein sogenannter Zusatztakt von beispielsweise kO MHz anliegt (Fig»2e)· Für die Dauer des Reohteckimpulses gemäß Fig«2d wird die Torschaltung 7 geöffnet, so daß für diese Zeit die Impulse des Zusatztaktes von dem naobgeschalteten und bereits vorbereiteten Vorwahlzähler 5 gezählt werden· In unserem konstruierten F_all wären es 3 Impulse· Diese Zahl wird nun vom Vorwahlzähler 5 gespeichert und entspricht als digitales Äquivalent der Zeit zwisoben dem Nennbeginn (t ) der Stoßwelle und der ersten Low-high-Flanke (t.) des Taktes, Die ebenfalls mit dem Takt gesteuerte Verzögerungssohaltung k, der am Eingang 8 anliegt, beginnt nach Eintreffen des Reohteckimpulses gemäß Fig«2b vom Impulsformer 2 mit der Zählung bei der ersten Low-high-Flanke (t.) des Taktes bis die am Eingang 9 einstellbare Verzögerungs-A tapped on a shock generator 1 signal is shown in Figure 2a. This is fed to a pulse shaper 2, which generates a reho teokimpuls, whose leading edge represents the nominal beginning (t _Q ) of the jerk e (eq. 2b). On the output side, the pulse shaper 2 is connected to the set input of a flip-flop 3j to a delay circuit k and connected to the preparation input of a preselection counter 5 at the back input 6 is a pulse of, for example, 10 Hz generated by a clock generator with a downstream frequency divider (see FIG. 2c) the square pulse available at the output of the bistable multivibrator 3 (FIG. 2d), which has the duration of the nominal start (t) of the shock wave to the first low-high edge (t,) of the clock is now passed to a control input of a gate circuit 7 · The input of the gate circuit 7 is connected directly to the clock generator, so that a so-called additional clock pulse of, for example, k.OMEGA. MHz is applied to it (FIG. 2e). For the duration of the recklessing pulse according to FIG ng open 7 so that the pulses of the auxiliary clock from the naobgeschalteten and pre-prepared preset counter 5 are counted in this time · In our constructed F _a ll it would be 3 pulses · This number is then stored by the preset counter 5 and corresponds to a digital equivalent of the time zwisoben the nominal beginning (t) of the shock wave and the first low-high edge (t.) Of the clock, The likewise controlled with the clock delay Absta k, which is applied to the input 8, begins after arrival of the Reohteckimpulses according to Fig. 2b from the pulse shaper. 2 with the count on the first low-high edge (t . ) of the clock until the adjustable delay at input 9

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zeit (tg-t..) erreicht ist. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung h ist an einen weiteren Steuereingang der Torschaltung 7 geschlossen, so daß der mit der betreffenden Lowhigh°»Flanke (t₂) des Taktes beginnende Rechteckimpuls (s. Fig« 2g) die Torsohaltung 7 erneut öffnet und der Vorwahlzähler 5 von der gespeicherten Zahl ausgehend weitere Impulse des Zusatztaktes zählt, bis die am Eingang 10 eingestellte Zahl erreicht ist (s_#Fig.2h). Dabei ist hier die Zahl einzustellen, die dem Verhältnis von Zusatztaktfrequenz/ Taktfrequenz entspricht· Im betreffenden Fall würde der Vorwahlzähler 5» ausgehend von der gespeicherten Zahl 3, bis k zählen« Bei Erreichen der vorgewählten Zahl gibt der Vorwahlzähler 5 einen Rechteckimpuls ab (Fig*2i), der einmal an einen dritten Steuereingang der Torschaltung 7 geführt wird und mit dem Low-high-Übergang (t„) die Torschaltung 7 schließt und zum anderen an einer nachgeschalteten Leistungsstufe 11 den für die Abschneidefunkenstrecke dienenden Triggerimpuls auslöst (s«Fig«2j)· Je höher die Zusatztaktfrequenz im Verhältnis zur Taktfrequenz ist, desto geringer sind die noch vorhandenen Differenzen zwischen den Absohneidezeiten·time (tg-t ..) is reached. The output of the delay circuit h is closed to a further control input of the gate circuit 7, so that the rectangular pulse beginning with the relevant low-high edge (t ₂ ) of the clock (see FIG. ₂ g) opens the torso position 7 again and the preset counter 5 of FIG Starting from the stored number, further pulses of the additional clock count until the number set at the input 10 is reached (s _# Fig. 2h). Here, the number is to be set, which corresponds to the ratio of additional clock frequency / clock frequency · In the case in question, the preset counter 5 would count »from the stored number 3, to k « When reaching the preselected number, the preset counter 5 outputs a square pulse (Fig * 2i), which is once routed to a third control input of the gate circuit 7 and closes the gate circuit 7 with the low-high transition (t ") and, on the other hand, triggers the trigger pulse serving for the truncating spark gap at a downstream power stage 11 (see FIG. 2j) · The higher the additional clock frequency in relation to the clock frequency, the lower the remaining differences between the siding times ·

Claims

1808 - 7 - 2 3 7 8 4 7 Invention claim

1, arrangement for controlling a Absohneidffunkenstrecke for the production of cut shock waves, in which a trigger pulse is derived via a digitally operating delay circuit, daduroh characterized in that one of a shock generator (1) coming signal for generating a nominal start of the shock wave representing pulse to a pulse shaper ( 2), which is connected on the output side to the set input of a bistable flip-flop (3), to a clock-controlled, preselectable delay circuit (k) and to the preparation input of a preselector counter (5), that furthermore the reset input (6) of the bistable flip-flop (3 ) is acted upon by a clock and the bistable flip-flop (3) is connected on the output side to a first control input acted upon by a higher-frequency additional clock Torsohaltung (7), the output side to the preselection counter (5) and the two further control input has, one of which with the Output of the delay circuit (k) and the other is connected to the output of the preselection counter (5), and in that the preselection counter (5) is connected to a power stage (11) which operates on the Absohneindefunkenstrecke ·,

2 · Arrangement according to item 1, characterized in that the additional clock is taken from a clock generator to which a frequency divider intended for the generation of the clock is connected, the additional clock having a frequency many times higher than the clock ·

Htemi JJSide drawings