Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb des Gangordnerschwingers eines zeithaltenden Geräts
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb des Gangordnerschwingers eines zeithaltenden Geräts mit wenigstens einem Halbleiter-Verstärker, der durch eine durch die Relativbewegung zwischen einem Magnetsystem und einer Steuerspule erzeugte Spannung gesteuert wird und ausgangsseitig die Triebspule durchfliessende, auf den Gangordnerschwinger antreibend wirkende Strom impulse liefert, und mit einem ausgangsseitig den Eingang des Halbleiter-Verstärkers beeinflussenden elektrisch steuerbaren Widerstandselement, das eingangsseitig von einer dem Triebkreis entnommenen Spannung beaufschlagt wird.
Bei Halbleiter-Verstärker verwendenden Schaltungsanordnungen der oben genannten Art ist eine Stabilisierung der Schwingeramplitude des zeithaltenden Gangordnerschwingers von besonderer Wichtigkeit, da die von dem Halbleiter-Verstärker gelieferten Impulse von der Spannung der Stromquelle und von den Umgebungsbedingungen, insbesondere der Temperatur, abhängig sind.
Es ist bereits bekannt, für die Amplitudenstabilisierung eines ein Permanentmagnetsystem tragenden Schwingers eine Wirbelstrombremse zu verwenden, welche von dem Permanentmagnetsystem beeinflusst wird, sobald der Schwinger eine bestimmte Amplitude überschreitet. Der Schwinger wird in diesem Falle durch die Wirbelströme gebremst und so auf die gewünschte Schwingungsamplitude zurückgeführt. Diese Stabilisie rungseinrichtung ist aber nicht immer ausreichend wirksam. Nachteilig ist hierbei auch, dass die dem Schwinger zugeführte überschüssige Antriebsenergie vollständig vernichtet wird. Das bedeutet eine zusätzliche Belastung der Stromquelle.
Es ist bereits bei einem Schwingarbeitsgerät mit elektromagnetischem Antrieb, das auf die Frequenz des speisenden Wechselstromes abgestimmt ist, bekannt, die Konstanthaltung der Schwingungsamplitude mit Hilfe einer in Abhängigkeit von der Amplitude der Schwingungen des Geräts erzeugten elektrischen Spannung zu bewirken, die einen im Speisestromkreis liegenden Ma gnetverstärker steuert. Abgesehen davon, dass es sich hier nicht um ein zeithaltendes Gerät mit einem freischwingenden, selbstgesteuerten Schwinger, sondern um ein Vibrationsgerät handelt, das im Takte der Netzfrequenz zwangweise angetrieben wird, setzt die Verwendung eines Magnletverstärkers einen möglichst gleichförmigen Steuerstrom voraus, der bei einem zeithaltenden Gerät der eingangs genannten Art nicht zur Verfügung steht.
Es ist zwar möglich, die in einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art auftretenden Stromimpulse mit Hilfe eines RC-Gliedes zu glätten, jedoch ergibt sich hiermit eine starke Temperaturabhängigkeit der Steuerspannung.
Es ist weiterin ein selbstgesteuerter mechanischer Schwinger bekannt, der unter Anwendung von Elektronenröhren in seiner Eigenfrequenz angetrieben wird, wobei Steuervorrichtungen vorgesehen sind, welche an einem RC-Glied eine von der Schwingungsamplitude abhängige, die Amplitude der Schwingung begrenzende Vorspannung erzeugen. Auch hier ergibt sich infolge der Verwendung eines RC-Gliedes eine starke Temperaturabhänggikeit jedenfalls dann, wenn für den Antrieb des Schwingers eine verhältnismässig niedrige Frequenz mit grossem Tastverhältnis verwendet wird, wie sie bei einem zeithaltenden Gerät der eingangs genannten Art auftritt.
Es ist weiterhin ein zeithaltendes elektrisches Gerät mit einer selbsterregten, in ihrer Eigenfrequenz durch elektromagnetische Antriebssysteme in Schwingung gehaltenen Stimmgabel als zeitbestimmendes Schwingglied unter Verwendung eines elektronischen Schwingkreises bekannt. Bei diesem Gerät wird eine Amplitudenstabili sierung durch eine bestimmte Bemessung der Trieb spule erreicht, wodurch die in ihr erzeugte Gegen-EMK bei vergrösserter Amplitude einen solchen Wert erreicht, dass der Antriebsstrom vermindert wird. Eine solche Steuerung ist jedoch allein nicht genügend wirksam.
Es ist schliesslich auch eine Schaltungsanordnung für den kontaktlosen Antrieb eines Gangordnerschwingers mit wenigstens einem Transistorverstärker bekannt, bei welcher der Transistorverstärker durch eine durch die Relativbewegung zwischen einem Magnetsystem und einer Steuerspule erzeugte Spannung gesteuert wird und ausgangsseitig die Triebspule durchfliessende, auf den Gangordnerschwinger antreibend wirkende Stromimpulse liefert. Dabei enthält die Schaltungsanordnung ein ausgangsseitig den Eingang des Transistorverstärkers beeinflussendes elektrisch steuerbares Widerstandselement, das eingangsseitig von einer dem Triebkreis entnommenen Spannung beaufschlagt wird.
Dabei ist im Eingangskreis des ausgangsseitig die Antriebsimpulse für den Gangordnerschwinger liefernden Transistorverstärkers jeweils ein Kondensator vorgesehen, welcher entweder über einen mit der Batterie verbundenen Widerstand oder durch die in der Steuerspule erzeugten Impulse aufgeladen wird und somit eine Vorspannungsquelle für den Transistor darstellt. Diese bekannte Schaltung ist verhältnismässig aufwendig, da ein zusätzlicher Kondensator, eine Triebspule mit Anzapfungen oder eine Triebspule mit einer zweiten Wicklung vorgesehen sein müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Aufwand eine für normale Verhältnisse ausreichende Amplitudenstabilisierung bewirkt. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Widerstandselement ausgangsseitig der Steuerspule unmittelbar parallel geschaltet ist. Es ergibt sich dadurch eine wesentlich einfachere Schaltungsanordnung, bei welcher ein Kondensator im Eingangskreis des Halbleiter-Verstärkers, eine Anzapfung der Triebspule oder eine Triebspule mit einer zweiten Wicklung nicht erforderlich ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Schaltung mit zur Steuerspule parallel geschaltetem Transistor als steuerbarer Widerstand,
Fig. 2 eine Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine weitere Abwandlung der Schaltungsanordnung, bei welcher der Eingangskreis des ausgangsseitig zur Steuerspule parallel geschalteten Transistors parallel zu einem im Triebkreis liegenden Widerstand geschaltet ist.
Die grundlegende Antriebsschaltung für einen Gangordnerschwinger ist in allen gezeigten Beispielen im weseitlichen die gleiche. Sie besteht aus dem Transistor Trl, der im Basis-Emitter-Kreis dieses Transistors liegenden Steuerspule L1, der im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors liegenden Reihenschaltung aus der Stromquelle U3 und der Triebspule L2 und dem Neutralisationskondensator Cn, der das Auftreten von Rückkopplungsschwingungen infolge der Kopplung der Spulen L1 und L2 verhindern soll.
In Fig. 1 ist parallel zur Steuerspule L1 die Emitter Kollektor-Strecke eines zu dem Transistor Trl komplementären Transistors Tr2 geschaltet, dessen Basis über einen veränderbaren Widerstand Rv1 an den Verbindungspunkt zwischen Stromquelle UB und Triebspule L2 geführt ist. Der Eingangskreis des Transistors Tr2 liegt somit parallel zur Triebspule L2 und wird durch die an dieser auftretenden Spannung gesteuert.
Mit zunehmender Spannung an der Triebspule L2 wird der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr2 geringer und damit fliesst ein immer grösserer Anteil der in der Steuerspule L1 erzeugten Spannung über den Transistor Tor2, wodurch die Aussteuerung des Haupttransistors Trl geringer und damit auch die Spannung der die Triebspule L2 durchfliessenden Stromimpulse kleiner wird.
Der Vorwiderstand Rvi dient zur Einstellung des Arbeitspunktes, d. h. zur Einstellung des Wertes, von welchem an der Transistor Tr2. wirksam werden soll.
Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist parallel zur Steuerspule L1 ein Transistor Trs geschaltet, der die gleiche Leitungsart wie der Haupttransistor Trl hat. Im übrigen entspricht die Schaltung weitgehend derjenigen nach Fig. 1. Der Widerstand Rv2 im Basiskreis des Transistors Tr8 dient auch hier zur Einstellung des Arbeitspunktes.
In der Schaltung nach Fig. 3 sind ebenfalls Transistoren Trl und Tr4 gleicher Leitungsart verwendet.
Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr4 liegt hier ebenfalls parallel zur Steuerspule L1, während der Eingangskreis, d. h. die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Tr4 parallel zu einem im Emitter-Kreis des Haupttransistors Trl liegenden veränderbaren Widerstand Rv3, geschaltet ist. Mit Hilfe des Widerstandes Rvs ist der Einsatzpunkt des Transistors Tr4 einstellbar.