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Einrichtung zur Erzeugung von Impulsreihen vorgegebener Frequenz
Zur Erzeugung von Impulsen mit annähernd rechteckiger Kurvenform werden vorwiegend monosta- bile Kippstufen verwendet, die durch Anregungsimpulse aus der stabilen Lage in die zweite, unstabile
Lage gebracht werden, in welcher sie während einer durch ein RC-Glied bestimmten Zeit verharren und anschliessend selbsttätig in die stabile Lage zurückkippen. Dadurch werden am Ausgang einer solchen monostabilen Kippstufe Rechteckimpulse ausgelöst. Zur Anregung genügt meist ein Impuls, dessen Dauer und Amplitude wesentlich geringer ist als bei dem ausgelösten Rechteckimpuls.
Dies hat eine hohe Stör- anfälligkeit zur Folge, da ausser den vorgesehenen Anregungsimpulsen auch irgendwelche Störspannun- gen geringer Amplitude und geringer Dauer zur Auslösung eines Rechteckimpulses, der wesentlich ener- giereicher ist als der Auslöseimpuls ist, führen können.
Im Zusammenhang mit Kopierwerken zur Steuerung von Antrieben ist eine Gatter- oder Torschaltung mit mehreren, von gegeneinander phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagten Eingängen bekanntgeworden, bei welchen ein negatives Eingangssignal an einem der Eingänge die Steuerstrecke eines mit Wechselspannung gespeisten Stromrichters kurzschliesst und so dessen Zündung unterbindet. Die Eingangsspannungen werden dabei auf verhältnismässig aufwendige Art mittels eines Drehtransformators gewonnen, dem ein Polygontransformator nachgeordnet ist.
Eine nach diesem Prinzip arbeitende Koinzidenzschaltung wird auch bei der Erfindung verwendet, welche sich mit der Aufgabe befasst, störsichere Rechteckimpulsfolgen zu erzeugen. Die Erfindung bezieht sich demgemäss auf eine Einrichtung zur Erzeugung von Impulsreihen vorgegebener Frequenz aus zwei gegeneinander phasenverschobenen, ein Koinzidenzgatter beeinflussenden Wechselspannungen.
Die Erfindung besteht darin, dass zur Gewinnung der beiden phasenverschobenen Wechselspannungen aus einer Einphasenspeisenspannungsquelle und zur Umwandlung dieser Wechselspannungen in störsichere Rechteckimpulsfolgen ein an die Speisewechselspannungsquelle angeschlossener Spannungsteiler aus komplexen Widerständen vorgesehen ist, von denen die die phasenverschobenen Wechselspannungen liefernden Enden des einen Teilerwiderstandes mit den Eingängen des Gatters verbunden sind, dessen Ausgang die Rechteckimpulsfolge liefert.
Mittels des vorerwähnten relativ einfachen Netzwerkes können so die erforderlichen Eingangsspannungen für das Koinzidenzgatter sowie die gewünschten Rechteckimpulsfolgen aus einer Einphasenwech- selspannungsquelle gewonnen werden.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Gatterausgang mit der Basis eines Schalttransistors verbunden sein, dessen Kollektor den Ausgang der Einrichtung bildet und dessen Emitter an die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung eines die Speisespannung zum Spannungsteiler übertragenden Transformators angeschlossen ist.
EinAusführungsbeispiel der Erfindung sei in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen mit 4 Figuren näher erläutert.
Die Fig. l zeigt das bekannte Symbol eines Koinzidenzgatters mit zwei Eingängen und einem Aus-
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gang. Die Eingänge sind mit --U1 und U2--, der Ausgang mit --UA-- bezeichnet.
Die Fig. 2 veranschaulicht ein Diagramm mit dem Verlauf der gegeneinander phasenverschobenen Eingangswechselspannungen --U1, U2-- und die Rechteck-Ausgangsspannung --UA--.
Die Fig. 3 veranschaulicht ein detailliertes Schaltungsbeispiel zur Ausführung der Einrichtung nach der Erfindung, wobei die Teile-l, 2,3, 5 und 6 das Eingangsnetzwerk zur Umwandlung der Einphasenspannung in zwei gegeneinander phasenverschobene Wechselspannungen bilden, die Teile-7, 8 und 11-- das Koinzidenzgatter ausmachen und die nachgeordnete Transistorschaltung mit dem Transistor --4-- den Ausgangskreis mit dem Ausgang --10-- der Einrichtung bildet.
Das zugehörige Vektordiagramm ist in der Fig. 4 veranschaulicht.
Wie in der Fig. 2 veranschaulicht, tritt am Ausgang des Koinzidenzgatters --7, 8, 11-- der Fig. 3, d. h. an der Basis des Transistors --4--, immer dann eine Spannung-UA--auf, wenn an beiden Eingängen --U1, U2-- (Fig.1) bzw. an den Enden des Widerstandes --5-- (Fig. 3) gleichzeitig positives Potential anliegt. Sind die Wechselspannungen-U und U-gleicher Frequenz und vorzugsweise gleicher oder annähernd gleicher Amplitude gegeneinander um einen Phasenwinkel verschoben, so ergeben sich als Ausgangsspannung-UA--Impulse von der Breite ! r- < x, deren Impulsfolgefrequenz gleich der Frequenz f der erzeugenden Wechselspannungen-U und U-ist ; die Impulsdauer ist demnach TT- (X 2#f.
An der Primärwicklung --1-- des Transformators --2-- liegt gemäss Fig. 3 eine sinusförmige oder zumindest angenähert sinusförmige Einphasenspannung mit der Frequenz f. Die Sekundärwicklung --3-- des Transformators --2-- weist eine Mittelanzapfung auf, die mit dem negativen Anschluss (-) der Betriebsspannungsquelle verbunden ist, welche die Versorgungsspannung für den Schalttransistor --4-- lie- fert. An den Enden der Sekundärwicklung --3-- des Transformators --2-- liegt ein Spannungsteiler mit komplexen Widerständen, die durch einen Widerstand --5-- mit dem Widerstandswert --R-- und durch eine Induktivität --6-- mit dem Induktivitätswert --L-- gebildet sind.
Die Phasenbeziehung der am Spannungsteiler --5, 6-- liegenden Spannungen ist dem Diagramm der Fig. 4 zu entnehmen. Zur Vereinfachung ist dabei angenommen, dass die Induktivität --6-- ver- lustfrei ist, so dass der Spannungsvektor-U-der Induktivität senkrecht steht zum Spannungsvektor - des Widerstandes--5--. Weiters ist angenommen, dass der Einfluss der weiteren Schaltungselemente auf die Spannungsteilung vernachlässigt werden kann. Da der Spannungsteiler --5, 6-- an den Enden der Sekundärwicklung --3-- liegt, ergibt die geometrische Summe der Spannungsvektoren --U 5 und U-die Sekundärspannung.
Für die nachfolgende Gatterschaltung dient jedoch das Potential der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung zufolge der Anschaltung an die Betriebsspannungsquelle als Bezugspotential, so dass an den Enden des Widerstandes --5-- einerseits die halbe Sekundärspannung-U'--und anderseits die Summe --Us-- der negativen halben Sekundärspannung -- -US"-- und der an der Induktivität --6-- liegenden Spannung-U-auftritt. Der Phasenwinkel ss zwischen dem Spannungsvektor --U3(=U3'+U3")-der Sekundärwicklung --3-- und dem Spannungsvektor --U5-- des Widerstandes --5-- ergibt sich aus :
EMI2.1
Der Phasenwinkel zwischen den Spannungsvektoren und"U"--ist gleich 2 ss, da die Spannungsvektoren --Us, U3' and U3"-- untereinander gleich sind und demgemäss die Seiten von gleichseitigen Dreiecken bilden.
Die Phasenverschiebung zwischen den Spannungsvektoren und-U"-an den Enden des Widerstandes --5--, die zugleich die Eingänge des Gatters bilden, beträgt daher 7r. 2ss.
Das nachgeschaltete Gatter besteht aus zwei an die Enden des Widerstandes --5-- angeschalteten Dioden --7 und 8--, die mit ihren andern Enden an die Basis des Transistors --4-- angeschlossen sind.
Wenn an einem Ende oder an beiden Enden des Widerstandes --5-- negative Spannung herrscht, sind die Dioden --7 oder 8-- oder beide leitend, ist die Basis des Transistors --4-- negativ gegen dessen Emitter vorgespannt und der Transistor --4-- daher gesperrt ; es fliesst daher kein Kollektorstrom durch den in den Kollektorkreis eingeschalteten Widerstand --9--, und an der Ausgangsklemme --10-- liegt das volle positive Potential der Spannungsquelle.
Wenn hingegen an beiden Enden des Widerstandes --5-- positives Potential liegt, sind die Dioden --7 und 8-- gesperrt und über den Widerstand --11-- erhält die Basis des Transistors --4-- positives Potential, wodurch die Kollektor-Emitter-Strecke leitend wird und an der Ausgangsklemme --10-- eine
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Spannung auftritt, die um wenig positiver als die Emitterspannung ist. Es ergibt sich somit am Ausgang eine Reihe von Spannungsimpulsen mit einer Impulsfrequenz, die gleich ist der Frequenz der Eingangswechselspannung und deren Impulsbreite durch den Phasenwinkel ss bestimmt ist, der sich aus der durch den Widerstandwert --R-- und den Induktivitätswert-L-bestimmten Zeitkonstanten ergibt.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen Schaltung besteht darin, dass kurzzeitige Störspannungen am Ausgang ebenfalls nur kurzzeitige Störungen, jedoch niemals einen vollen Impuls auslösen können. Einrichtungen dieser Art eignen sich daher besonders als Impulserzeuger für Fernsteuerungen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erzeugungvon Impulsreihenvorgegebener Frequenz aus zwei gegeneinander phasenverschobenen, ein Koinzidenzgatter beeinflussenden Wechselspannungen, dadurch gekenn- zeichnet, dass zur Gewinnung der beiden phasenverschobenen Wechselspannungen aus einer Einpha- senspeisespannungsquelle und zur Umwandlung dieser Wechselspannungen in störsichere Rechteckimpulsfolgen ein an die Speisespannungsquelle angeschlossener Spannungsteiler aus komplexen Widerständen vorgesehen ist, von denen die die phasenverschobenen Wechselspannungen liefernden Enden des einen Teilwiderstandes mit den Eingängen des Gatters verbunden sind, dessen Ausgang die Rechteckimpulsfolge liefert.