DE1203312B - Monostabiler Sperrschwinger zur Erzeugung von Impulsen konstanter Energie - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche KL: 21 al - 36/02

Nummer: 1203 312

Aktenzeichen: S 85430 VIII a/21 al

Anmeldetag: 28. Mai 1963

Auslegetag: 21. Oktober 1965

Die Erfindung betrifft einen monostabilen Sperrschwinger zur Erzeugung von Impulsen konstanter Energie bei schwankender Betriebsspannung.

Derartige Sperrschwinger benötigt man beispielsweise zum Eingeben von Informationen in ein Rechenwerk. In diesen Fällen ist es häufig sehr erwünscht, den Eingabevorgang unter Vermeidung umfangreicher und teuerer elektronischer Geräte durchzuführen, die Begrenzungseinrichtungen und besondere Kreise zur Steuerung der Impulskreise erfordern.

Es ist bekannt, zur Erzeugung von Impulsen konstanter Energie aus einer Gleichstromquelle, deren Spannung schwankt, Transformatoren, Spulen mit sättigungsfähigem Kern und elektronische Schalter in besonderen Schaltungsanordnungen zu verwenden. In diesen Schaltungsanordnungen müssen mitunter Einrichtungen enthalten sein, die zur Umkehrung des magnetischen Flusses dienen, der in einem magnetischen Element vorhanden ist und die in Tätigkeit ao treten müssen, wenn der Treiber- oder Triggerimpuls beendet ist, um eine fehlerhafte Wirkung zu vermeiden. Eine unabdingliche Voraussetzung ist es bei solchen Stromkreisen, den elektronischen Kreis abzuschalten, der die Energie aus einer Verzögerungsleitung bezieht und in eine Belastung gibt, daß der Stromkreis die Flußumkehrung des magnetischen Elementes verzögert, welches dazu dient, das Volt-Sekunden-Produkt so lange zu verzögern, bis die Auswirkungen beseitigt sind, ohne daß eine solche Verzögerung die Wirkung des Treiberkreises verlangsamt. Hieraus ergeben sich zusätzliche Schwierigkeiten, insbesondere in Kreisen mit monostabilen Sperrschwingern zur Erzeugung von Impulsen konstanter Energie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der diese Schwierigkeiten nicht bestehen und deren Aufbau wesentlich einfacher ist als derjenige bisheriger Schaltungsanordnungen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf den Kern des Sperrschwingertransformators eine zusätzliche Wicklung aufgebracht ist, an die eine Spule angeschlossen ist, in der sich ein Eisenkern mit einer annähernd rechteckförmigen Hysteresisschleife befindet, und daß ein Pol der Spannungsquelle einerseits über einen Transistor mit dem Ausgang der Schaltung und andererseits über eine zusätzliche, auf dem Sperrschwingertransformatorkern aufgebrachte Spule mit der Steuerelektrode des zweiten Transistors verbunden ist.

Vorzugsweise ist parallel zu der Emitterspule des Sperrschwingers eine weitere Spule geschaltet, die Monostabiler Sperrschwinger zur Erzeugung von Impulsen konstanter Energie

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. D. Jander, Patentanwalt,

Berlin 33, Hüttenweg 15

Als Erfinder benannt:
Robert A. Pacl jun.,
Willow Grove, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 8. Juni 1962 (201095) --

sich nicht auf dem Kern des Sperrschwingertransformators befindet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des monostabilen Sperrschwingers nach der Erfindung befindet sich in dem Steuerelektrodenkreis des zweiten Transistors ein i?C-Glied in Form eines parallelgeschalteten Kondensators mit einem Widerstand.

Zum Schütze des Sperrschwingertransistors kann während der Abschaltzeit parallel zu der Kollektorwicklung des Sperrschwingers die Reihenschaltung einer Diode und eines Widerstandes vorgesehen sein.

Bei dem Sperrschwinger nach der Erfindung treten die obenerwähnten Nachteile nicht auf. Die Schaltanordnung für den neuen Sperrschwinger zeichnet sich durch äußerste Einfachheit aus, insbesondere deshalb, weil die Eingangsimpulse lediglich auf eine besondere Wicklung des Sperrschwingertransformators gegeben zu werden brauchen, der seinerseits zwei elektronische Schalter in Form von Transistoren stromdurchlässig macht. Einer der Transistoren gibt dann einen Gleichstrom aus einer besonderen Gleichstromquelle auf eine sättigungsfähige Spule, die ihrerseits nach Sättigung die Wicklungen des Transformators kurzschließt und damit die Transistoren in den nicht stromdurchlässigen Zustand versetzt, während einer der Transistoren, und zwar nach dem Eintreffen des Eingangsimpulses, einen Gleichstrom aus der Gleichstromquelle auf eine Ausgangsklemme gibt. Bei diesem neuen monostabilen Sperrschwinger ist

509 718/402

also gewissermaßen die eigentliche Steuerung und Umkehrung des Kreises getrennt von den einfachen Schaltvorgängen des Kreises, insbesondere deshalb, weil der zweite Transistor ausschließlich die Aufgabe hat, die Gleichstromquelle an die Ausgangsklemme zu legen oder von dieser zu trennen; das bedeutet aber, daß der Sperrschwinger nach der Erfindung alle Vorteile eines Impulskreises mit Transformator und sättigungsfähiger Spule aufweist, während er die Nachteile der bisher bekanntgewordenen Schaltanordnungen dieser Art vermeidet.

Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert werden.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Schaltbild einer Ausführungform eines monostabilen Sperrschwingers nach der Erfindung zur Erzeugung von Impulsen konstanter Energie bei schwankender Betriebsspannung.

Aus dieser Figur ersieht man, daß der monostabile ao Sperrschwinger einen Sperrschwingertransformator 10 aufweist, auf dessen Kern die Wicklungen 12,14, 16,18 und 20 aufgebracht sind. Die Eingangssignale werden in Form von Triggerimpulsen über Eingangsklemmen 22 und 24 auf die Wicklung 12 gegeben.

Zwei Transistoren 26 und 38, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel p-n-p-Transistoren sein können, sind nicht stromdurchlässig, wenn kein Impuls in die Wicklung 12 gelangt. In diesem Betriebszustand ist die Spannung zwischen Emitter und Basis beider Transistoren 26 und 38 Null. Gelangt dagegen ein Eingangssignal in die Wicklung 12, dann wird in den Wicklungen 18 und 20 eine Spannung induziert, welche die Spannung zwischen Emitter und Basis beider Transistoren 26 und 38 so stark erhöht, daß diese stromdurchlässig werden. Die beiden Transistoren 26 und 38 arbeiten infolgedessen wie elektronische Schalter.

Eine sättigungsfähige Induktionsspule 30 befindet sich anfangs entweder im positiven oder im negativen Zustand der Remanenz. Beim Eintreffen eines Eingangs- oder Triggerimpulses und mit der sich daran anschließenden Zunahme des Stromes durch die Wicklung 16, der von einer positiven Klemme einer Gleichstromquelle 28 herkommt, wird in der Wicklung 14 eine Spannung induziert, die den Sättigungszustand der Spule 30 in den negativen bzw. positiven Bereich treibt, während in den Wicklungen 18 und 20 Spannungen erzeugt werden, welche die beiden Transistoren 26 und 38 im Zustand der Stromdurchlässigkeit halten. In Abhängigkeit vom Eintreffen eines Eingangs- oder Triggerimpulses wird daher ein Strom ausgelöst, der aus der Gleichstromquelle 28 kommt und die sättigungsfähige Spule 30 in den Zustand der Sättigung bringt und außerdem bewirkt, daß ein Strom auf eine Ausgangsklemme 40 gelangt. Ist die Sättigung der Spule erreicht, dann wird aus der Wicklung 14 auf sämtliche Wicklungen des Impulstransformators ein Kurzschluß reflektiert, so daß beide Transistoren 26 und 38 wieder stromundurchlässig werden.

Der Betrag der Voltsekunden, der erforderlich ist, um die Spule 30 in den Zustand der Sättigung zu bringen, ist praktisch konstant. Ändert sich also die Speisespannung an der Klemme 28, dann ändert sich auch die Impulsbreite an der Ausgangsklemme 40, um das Produkt aus Volt und Sekunden an der Ausgangsklemme 40 praktisch konstant zu halten. Steigt beispielsweise die Spannung an der Klemme 28 an, dann wird die Breite des Signals an der Ausgangsklemme kleiner. Auf ähnliche Weise wird die Breite des Signals an'der Ausgangsklemme 40 größer, wenn die Spannung an der Klemme 28 abnimmt.

Wird der Transistor 26 ausgeschaltet, dann wird in der Wicklung 14 eine negative Spannung induziert, und die sättigungsfähige Spule 30 wird in ihren Anfangszustand zurückgeschaltet.

Ein Widerstand 32 und eine in Reihe mit ihm liegende Diode 34 liegen zusammen parallel zu der Wicklung 16, um den Transisitor 26 während der Zeit der Stromundurchlässigkeit zu schützen. Eine Induktionsspule 36 liefert einen zusätzlichen Ausschaltstrom für den Transistor 26.

Ein Kondensator 42 liegt zusammen mit einem ihn überbrückenden ohmschen Widerstand 44 im Zuge der Leitung zu der Basis des zweiten Transistors 38 und liefert den Ausschaltstrom für den Transistor 38.

An die Stelle der beiden Transistoren können auch andere elektronische Schaltgeräte treten, beispielsweise herkömmliche Verstärkerröhren.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Monostabiler Sperrschwinger zur Erzeugung von Impulsen konstanter Energie bei schwankender Betriebsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kern des Sperrschwingertransformators (10) eine zusätzliche Wicklung (14) aufgebracht ist, an die eine Spule (30) angeschlossen ist, in der sich ein Eisenkern mit einer annähernd rechteckförmigen Hysteresisschleife befindet, und daß ein Pol der Spannungsquelle einerseits über einen Transistor (38) mit dem Ausgang (40) der Schaltung und andererseits über eine zusätzliche, auf dem Sperrschwingertransformatorkern aufgebrachte Wicklung (20) mit der Steuerelektrode des zweiten Transistors (38) verbunden ist.

2. Monostabiler Sperrschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Emitterwicklung (18) des Sperrschwingers eine Spule (36) geschaltet ist, die sich nicht auf dem Kern des Sperrschwingertransformators (10) befindet.

3. Monostabiler Sperrschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Steuerelektrodenkreis des zweiten Transistors (38) ein ÄC-Glied in Form eines parallelgeschalteten Kondensators (42) mit einem Widerstand (44) befindet.

4. Monostabiler Sperrschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schütze des Sperrschwingertransistors während der Abschaltzeit parallel zu der Kollektorwicklung (16) des Sperrschwingers die Reihenschaltung einer Diode (34) und eines Widerstandes (32) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 718/402 10.65 © Bundesdruckerei Berlin