DE1061367B - Zaehlschaltung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schaltungen zur Signalübertragung unter Verwendung von ferromagnetischen Kernen, und zwar insbesondere auf Schaltungen dieser Art, welche Zähleigenschaften aufweisen.

Es gibt verschiedene Schaltungen und Anordnungen, welche unterschiedliche Übertragungseigenschaften für die einzelnen Glieder einer Gruppe von nacheinander angelegten Signalen aufweisen sollen. Die meisten Schaltungen dieser Art weisen das Kennzeichen auf, daß sie »aktive«· Anordnungen besitzen, d. h. solche Anordnungen, die dafür bekannt sind, daß sie normalerweise in der Lage sind, ein vom Empfangssignal gesteuertes Ausgangssignal zu liefern, das einen größeren Energieinhalt besitzt als das Steuersignal. Elektronenröhrenverstärker, dielektrische Verstärker und magnetische Verstärker sind typische Vertreter dieser aktiven Anordnungen. Ein gemeinsames Kennzeichen für Anordnungen dieser Art ist das Erfordernis für das Vorhandensein irgendeiner Energiequelle, beispielsweise der Anodenspannungsquelle für einen Elektronenröhrenverstärker, und ferner die Zuführung von Energie in Form einer Träger- oder Hilfsfrequenz, welche zum Betrieb der dielektrischen und magnetischen Verstärker benötigt wird.

Die Abhängigkeit von einer solchen Erregerquelle führt zu einem »Verlust« der Zählergebnisse, womit gesagt sein soll, daß die Information, welche einer Zwischenstellung des Zählers entspricht, bei Ausfall der Hilfsquelle für die Erregerenergie verlorengeht. Während dieser Verlust als direkter funktioneller Nachteil erkannt wurde, ist ein weiterer unerfreulicher Gesichtspunkt der, daß es unbequem ist, eine solche Hilfsquelle vorzusehen, und daß eine beträchtliche Reserveenergie von solchen aktiven Anordnungen in jedem Zeitpunkt verschwendet wird, einerlei ob ein Signal angelegt ist oder nicht. Dies führt dazu, daß Größe und Gewicht des Zählwerkes bis zu einem unerwünschten Grad anwachsen und damit manche Anwendungsmöglichkeiten entfallen.

Demzufolge ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein neues Zählelement unter Verwendung eines Magnetkernes zu schaffen, der eine annähernd rechteckförmige Hysteresiskurve aufweist, so daß das Signal-Rausch-Verhältnis in einem damit in Verbindung stehenden Ausgangskreis verbessert wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Element zu schaffen, das leicht in Kaskade geschaltet werden kann, um ein Zählwerk zu bilden.

Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Element bzw. eine Schaltung zu schaffen, die in einfacher Weise durch Impulse, die über die Nachrichtenleitung ankommen, zurückgestellt werden können.

Gemäß der Erfindung ist im einen Zweig der Zählschaltung ein Widerstand in Reihe mit der einen Wicklung und im anderen Zweig ein Kondensator in Reihe mit der zweiten Wicldung geschaltet, wobei das Verhältnis Zählschaltung

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Juni 1955

James Robert Horsch, East Syracuse, N. Y. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

der beiden Wicklungen derart gewählt ist, daß der durch die eine Wicldung fließende Magnetisierungsstrom bei ungesättigtem magnetischem Kern in der zweiten Wicklung eine gegenphasige Spannung induziert, deren Amplitude annähernd gleich ist der Amplitude des Eingangssignals.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine einfache Schaltung mit einem ferromagnetischen Kreis, die Zähleigenschaften aufweist;

Fig. 2 a zeigt ein über einer Zeitachse aufgetragenes Impulssignal, das an den Eingang der Schaltung in Fig. 1 gelegt werden möge;

Fig. 2 b zeigt die Form der Spannungsimpulse, die an dem Widerstand beobachtet werden, welcher in einem Nebenstromkreis der Fig. 1 liegt, und zwar in Abhängigkeit von den angelegten Impulsen der Fig. 2a;

Fig. 2 c zeigt die Spannungsimpulse an der Kapazität in einem Nebenkreis der Fig. 1 in Abhängigkeit von den angelegten Impulsen nach Fig. 2 a, und zwar für eine spezielle Beziehung zwischen den Parametern in der Schaltung nach Fig. 1;

Fig. 2 d zeigt die Spannung, die an der Kapazität in der Zweigleitung der Schaltung nach Fig. 1 auftritt, in Abhängigkeit von den angelegten Impulsen nach Fig. 2 a bei anderen Schaltungsparametern;

Fig. 2 e zeigt die Spannungsimpulse, die an der Kapazität in einer Zweigleitung der Schaltung beobachtet werden können, in Abhängigkeit von Spannungsimpulsen mit einer Form nach Fig. 2 a bei einem weiteren abgeänderten Satz von Kreisparametern;

Fig. 3 zeigt schematisch eine Kaskadenschaltung einer Anzahl von Netzwerken ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten;

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Fig. 4 zeigt ein anderes Verfahren der Kaskadenschal- der Darstellung in Fig. 2 b, und die an der Kapazität 24

tung von Netzwerken der in Fig. 1 gezeigten Art; der Fig. 11 auftretende Spannung hat die in Fig. 2d dar-

Fig. S zeigt eine abgeänderte Methode zur Abnahme gestellte Form. Die Wicklungen 12 und 14 sind so gepolt,

von Signalen für die Zählwerkschaltung; daß dann, wenn ein Impuls zwischen die Eingangs-

Fig. 6 zeigt schematisch eine Anordnung zur Verringe- 5 klemmen 17 und 18 gelegt wird, die Wicklungsenden 22

rung des Einflusses der Energiequelle auf das Zählwerk, und 25 dieselbe Spannungspolarität gegenüber der Lei-

und tung 11 aufweisen. Eine Vergrößerung im Wert des Wider-

Fig. 7 zeigt in idealisierter Form den Zusammenhang Standes 21 führt dazu, daß die Spannung an der Kapa-

zwischen B und H für eine ferromagnetische Schaltung, zität 24 entsprechend Fig. 2 c verläuft, während eine Ver-

der besonders vorteilhaft ist für die Durchführung des io ringerungim Wert des Widerstandes 21 zur Folge hat, daß

Erfindungsprinzips. an der Kapazität 24 eine Spannungswelle entsteht, welche

In Fig. 1 ist der ferromagnetische Kreis 10 dargestellt, der in Fig. 2e ähnelt.

der ringförmig sein soll, obwohl auch jede andere mecha- Es soll zu den Fig. 2b, 2c, 2d und 2e bemerkt werden, nische Formgebung, die einen tatsächlich geschlossenen daß jeder zweite Impuls, welcher an den Eingangsklemmagnetischen Kreis liefert, oder eine solche mit vernach- 15 men 17 und 18 auftritt, zur Folge hat, daß an dem Widerlässigbarem Einfluß des Luftspaltes verwendet werden stand 21 oder der Kapazität 24 ein Ausgangssignal von kann. Als Material für den magnetischen Kreis 10 kann beträchtlicher Amplitude erscheint, während die restirgendeine magnetische Substanz mit einer beträchtlichen liehen Eingangsimpulse entweder sehr niedrige Ausgangs-Remanenz dienen. Bei dem gegenwärtigen Stand der amplituden oder im Falle der Fig. 2d überhaupt keine Technik wurden Materialien, bei denen die B-Ü-Kenn- 20 erzeugen. Der Betrieb mit einer einzigen Wicklung auf linie im wesentlichen rechtwinklig ist, für brauchbar einem ferromagnetischen Kern in Serie mit einer Kapabefunden, beispielsweise Eisen-Nickel-Legierungen. Die zität, wie dies durch die Wicklung 14 und die Kapa-Wicklungen 12 und 14 sind auf den magnetischen Kreis 10 zität 24 in Fig. 1 gegeben ist, wird am besten auf qualiaufgebracht und mit dem magnetischen Fluß verkoppelt, tativer Grundlage verstanden. Der magnetische Kreis 10 welcher durch diesen Kreis fließt. Ein Ende jeder Wick- 25 hat einen im wesentlichen rechtwinkligen Verlauf der lung 12 und 14 ist über die gemeinsame Leitung 11 mit .B-Ü-Kennlinie, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. In Fig. 7 dem Eingangspol 17 verbunden. Der Leiter 11 ist auch Hegen auf der ff-Achse die Punkte 30 und 31, welche dem mit dem Kontakt 15 des einpoligen Kurzzeitschalters 13 Wert + H₀ bzw. — H₀ entsprechen, auf der 5-Achse lieverbunden. Bei der gezeigten Anordnung soll die Win- gen die Punkte 32 und 34, welche den Werten + B₇. und dungszahl der Wicklung 14 größer sein als die Anzahl der 30 — B₁. entsprechen. Diese Bezeichnungen haben dieselben Windungen der Wicklung 12. Allerdings besteht hierfür Kennzeichen, wie sie in dem Buch »Magnetische Schalkein Zwang, wenn ein Impuls gleicher Wellenform und tungen und Transformatoren«, veröffentlicht 1947 durch größerer Amplitude zum Anlegen an die Serienschaltung John Wiley & Sons, Inc., angegeben sind. Die Flußaus der Wicklung 12 und dem Widerstand 21 hinreichend dichten, welche den Punkten 35 bzw. 36 auf der B-H-verwendbarist. Um unabhängige Kurvenform zu erhalten, 35 Kennlinie der Fig. 7 entsprechen, sollen dementsprechend ist es auch möglich, die zwei Stromkreise, die die Wick- mit + B₃ und — B_s bezeichnet werden,
hingen 12 und 14 enthalten, nicht, wie in der Zeichnung Für die Zwecke dieser Erläuterung soll zunächst angedargestellt, parallel zu schalten, sondern an Spannung ver- nommen werden, daß die Wicklung 12 und der Widerschiedener Höhe, z. B. an verschiedene Anzapfungen an stand 21 nicht im Stromkreis der Fig. 1 enthalten sind, einen Spannungsteiler zu legen. 40 daß der Fluß in dem Kern 10 der Fig. 1 den Wert — B_r

Die andere Eingangsklemme 18 ist mit der Zuleitung 19 besitzt und daß der in der Wicklung 14 in Abhängigkeit

verbunden, welche zu einer gemeinsamen Ausgangs- von den an die Eingangsklemmen 17 und 18 angelegten

klemme 20 führt. Das freie Ende der Wicklung 12 ist über Signalimpulsen fließende Strom das Bestreben zeigt, den

den Widerstand 21 mit der Leitung 19 verbunden, wäh- magnetischen Zustand des Kerns in Richtung auf den

rend die Verbindung 22 zwischen dem Widerstand 21 und 45 Wert -|- B₇. abzuändern.

der Wicklung 12 an eine Ausgangsklemme 23 angeschlos- Vernachlässigt man für einen Moment den Einfluß der

sen ist. Das freie Ende der Wicklung 14 ist über die in Serie mit der Wicklung 14 hegenden Kapazität, so

Kapazität 24 mit der Leitung 19 verbunden und der kann der Zustand des in dem ferromagnetischen Kern

Verbindungspunkt 25 zwischen der Wicklung 14 und der auftretenden Flusses durch folgende Beziehung ausge-

Kapazität 24 mit einer Ausgangsklemme 26. Eine Span- 50 drückt werden:

nungsquelle, dargestellt durch die Batterie 27, ist zwischen _Jt

die Leitung 19 und den Kontakt 16 des einpoligen Kurz- ί Γ

Zeitschalters 13 geschaltet, der bereits früher erwähnt Δψ = —· J hat. (1)

wurde. Die Signalimpulse, welche die Schaltung der Fig. 1 ²^

aussteuern, werden an die Eingangsklemmen 17 und 18 55

angelegt. Diese Impulse mögen eine Wellenform haben, Dabei ist Αφ die Änderung des Magnetflusses, IV₂ die aufgetragen als Spannung über der Zeit, wie sie in Fig. 2 a Anzahl der Windungen in der Wicklung 14, E die Spandargestellt ist. nung, ausgedrückt als f (t), A t die Zeit, in der die Span-

Bei einer speziellen Ausführungsform bestand der nung angelegt wird.

Kern 10 aus zehn Lagen von 0,003 mm 4-79 Eisen- 60 Die Wicklung 14 zwischen den Klemmen 17 und 18

Nickel-Legierung, die Wicklung 12 (JV₁) aus sechzig Win- bildet eine hohe Impedanz so lange, wie der Fluß in dem

düngen, welche um den Kern 10 gewickelt waren, und die Kern 10 in folgendem Bereich hegt:
Wicklung 14 (N₂) aus neunzig Windungen, die auch um

den Kern 10 gewickelt waren. Die Kapazität24 hatte — ΑΒ_Γ<φ< + AB₇., [Z)

einen Wert von 0,001 μΈ, und der Widerstand 21 hatte 65 wobei A die Querschnittsfläche des Kernes 10 ist.

einen Wert von etwa 175 0hm. Die in Fig. 2 a darge- Aus diesem Grund wird, wenn der Ausgangszustand

stellten Eingangsimpulse waren 0,2 bis 0,5 Mikrosekunden des Kernes — B_T war, so lange, wie
breit, und sie hatten eine Amplitude von 20 bis 50 Volt.

Beim Betrieb unter diesen Bedingungen nähert sich die A φ<ΖΑΒ_τ (ο)

an dem Widerstand 21 abfallende Spannung in ihrer Form 70 ist, ein relativ kleiner Strom durch Wicklung 14 fließen.

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Da die Schaltung als Zählwerk arbeiten soll, werden die der Kapazität C auftritt, NuR, wenn
Parameter so gewählt, daß

jEdt<2N₂BrA (4) RLH_{0 |} JV₁- N_{2 £} _ _Q

in dem Zeitintervall, welches einen einzelnen Impuls um- 5 N₁ N₂

faßt. ^ist·

Das Anlegen einer Folge von Impulsen resultiert

schließlich in Die Gleichung (12) stellt die ideale Einstellung der

ι- ε- j, ο AKT τι /K\ Kreisparameter dar, welche ein Ansteigen auf die Form

J XL (tu ■— Δ Λ1\₂ £>r · [P) j · τ-" ο j j j. hj. λ · ι ι

^J ίο des in Fig. 2d dargestellten Ausgangssignals an der

worauf ein beträchtlicher Strom durch die Wicklung Kapazität 24 in Fig. 1 liefert. In der Praxis variieren die fließt, um die Kapazität 24 aufzuladen und eine Anzeige Parameter von einer Anordnung zur nächsten, so daß

jt der ideale Zusammenhang nach Gleichung (12) nicht

am Ausgang zu liefern. Indem man J E ■ dt genügend genau erfüllt wird. Wenn die Abweichung bei den

⁰ 15 Parameterwerten ein Ansteigen auf einen positiven Wert

Mein macht, ist es möglich, diese Anzeige je nach Wunsch für die Gleichung (12) liefert, so entsteht ein Ausgangsbeim zweiten, dritten, vierten oder «-ten Impuls zu er- signal, wie es in Fig. 2 c dargestellt ist. Wenn dagegen halten. Eine Entladung der Kapazität 24 bringt dann die Ungenauigkeiten im Parameter ein Ansteigen auf den Kern wieder in den Zustand — B₁. zurück. einen negativen Wert für die Gleichung (12) liefern, so

Die tatsächliche Schaltung nach Fig. 1, jedoch mit den 20 erscheint an der Kapazität 24 ein Ausgangssignal, wie zwei Wicklungen 12 und 14, stellt eine wesentliche Ver- es in Fig. 2e dargestellt ist. -

besserung gegenüber der Spule mit einer Wicklung auf Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1 kann

einem ferromagnetischen Kern dar, da sie den Einfluß qualitativ in der folgenden Art beschrieben werden, des Magnetisierungsstromes verringert, der während der wqbei wieder angenommen wird, daß der magnetische Impulsperioden fließt, wenn eine Verstärkung nicht er- 25 Zustand des Kernes 10 am Anfang der Aufeinanderfolge wünscht ist, und da sie das Größenverhältnis von den den Wert — B_r hat. Wenn ein Impulszug, wie er unter 40 Ausgangsimpulsen, die am Ende der Zählung auftreten, in Fig. 2 a dargestellt ist, an die Eingangsklemmen 17 zu denjenigen, die zwischendurch auftreten, beträchtlich und 18 gelegt wird, fließt ein Magnetisierungsstrom durch vergrößert. die Wicklung 12 und den Widerstand 21. Das Windungs-

Die Schaltung nach Fig. 1 kann durch folgende Diffe- 30 verhältnis zwischen der Wicklung 12 und der Wicklung 14 rentialgleichungen beschrieben werden: ist so, daß die in der Wicklung 14 auf Grund des Magneti

sierungsstromes durch die Wicklung 12 und den Wider-

d φ . stand 21 induzierte Spannung im wesentlichen gleich der

~dT ^ll ■ ^den Klemmen 17 und 18 aufgedrückten Spannung ist.

35 Dadurch ist in der Zweigleitung, welche die Wicklung 14

_t in Serie mit der Kapazität 24 enthält, keine Differenz-

-j, αφ 1 Γ. ._ spannung mehr vorhanden, welche das Fließen eines

dt ~~C I ^² ' Stromes durch sie zur Folge hätte. Infolgedessen wird an

0 der Kapazität keine Ladung gespeichert, und es entsteht

40 an ihr keine Spannung. Bei jedem elektrischen Impuls,

wobei R der Größe des Widerstandes 21, C der Größe des der an die Schaltung gelegt wird, wird die Größe des Kondensators 24 entspricht und i_x und i₂ die Ströme Flusses in dem Kern in positiver Richtung verändert.

durch Widerstand 21 und Kondensator 24 sind. Er wächst um einen Betrag, welcher JE dt entspricht. So

Wenn der Kern ungesättigt ist, gilt lange, wie die Größe des Flusses in dem Kern unter 4- B_r

45 bleibt, erfolgt die Arbeitsweise in der oben beschriebenen

N₁I₁ -f N₂i₂ = LH₀, (8) Art. Nachdem eine Anzahl von Impulsen angelegt worden

ist, die ausreicht, um den Fluß in dem Kern 10 auf einen

wobei L der Umfang des Kernes 10 ist, da eine recht- Wert + B₇. zu bringen, wird die Wicklung 12 wirksam winklig verlaufende Hystereseschleife angenommen wurde. von der Wicklung 14 entkoppelt, wodurch keine Gegen- q₂, die Ladung von C, ist gegeben durch 5° spannung mehr den Stromfluß zur Kapazität 24 ver

hindert. Ein Impuls, der zu diesem Zeitpunkt angelegt

a = fi dt (9) wird, durchläuft die Wicklungen 12 und 14 und erzeugt

0 ² einen elektrischen Impuls von relativ großer Amplitude

an dem Widerstand 21 und der Kapazität 24.

Wenn (9) in (7) eingesetzt und (7) von (6) subtrahiert 55 Im folgenden wird mehr in Einzelheiten auf die Fig. 2

wird, ergibt sich Bezug genommen. Die elektrischen Impulse 41 in Fig. 2b

_. γ-, _ΛΓ -RT vr /at \ stellen den Spannungsabfall am Widerstand 21 dar,

KJSI₂ dq_{2 t} N₁ _ „ _ KLkL_{0 t} (Ν₁ — Ν₃\__τ. welcher dem relativ niedrigen Wert des Magnetisierungs-

N₁ dt CN₂ N₁ \ N₂ j stromes entspricht, der durch die Wicklung 12 fließt, wenn

/|qx 60 der ungesättigte Zustand vorliegt. Bei Eintreffen des nächsten Impulses, der auf das Eintreten der Sättigung

Diese Gleichung ist für q₂ von erster Ordnung, und ihre des Kernes 10 folgt, fließt ein wesentlich größerer Strom, Lösung ist die Exponentialgröße und er liefert ein Ansteigen der Spannung auf einen

Impuls 44 von viel größerer Amplitude am Widerstand 21.

Γ RLH N N 1/ N²X ⁶·> Wenn sich der Kern in ungesättigtem Zustand befindet,

£7₂ = H E (1 — e, — I. (11) fließt ein relativ kleiner Strom zur Kapazität 24, so daß

L -"ι "2 JV KCiVa/ im Idealfall wie in Fig. 2 d die Impulse 40 keine bemerkens

werte Spannung an der Kapazität 24 erscheinen lassen.

Solange, wie der Fluß in dem Kern 10 den Wert -f- B_T Wie bereits oben ausgeführt, ermöglichen jedoch Abnicht überschreitet, ist daher die Spannung, welche an 70 weichungen in dem Verhältnis der Kreisparameter

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zueinander das Auftreten einer relativ kleinen Spannung, an der Kapazität 54 auftritt. Die Anzahl von Elementen

wie sie in den Fig. 2 c und 2 d unter 42'und 42" ange- in dieser Kaskadenkette können nach Belieben ausgedehnt

zeigt ist, als Folge der Spannungsimpulse 40. werden. Es muß nur berücksichtigt werden, daß die

Nachdem der Kern 10 in den Zustand + B_r gebracht letzten Elemente in der Kette Parameter erfordern, die worden ist, bewirkt der nächste darauffolgende Impuls, 5 in der Lage sind, sich an den verringerten Energieinhalt der in Fig. 2 a mit 43 bezeichnet ist, daß ein sehr beträcht- der durch die Kette weitergegebenen Impulse anzupassen, licher Stromimpuls durch die Wicklungen 12,14 geht und Es soll bemerkt werden, daß die Spannungsimpulse 44, eine große Spannungsamplitude am Widerstand 21, wie welche am Widerstand 21 auftreten, eine genauere Kopie sie unter 44 in Fig. 2 b angezeigt ist, erzeugt wird und der eingängsseitigen Spannungsimpulse 43 in Fig. 2 a ferner die Kapazität 24 auf eine wesentliche Spannung, i° sind und nicht die Spannungsimpulse 45 an der Kapawie sie unter 45 in den Fig. 2 c, 2 d und 2 e dargestellt ist, zität24, welche in Fig. 2d gezeigt werden. Wenn eine aufgeladen wird. Mit Beendigung des Eingangsimpulses lange Zählwerkkette verwendet wird, kann diese fortbewirkt die Ladung an der Kapazität 24, daß ein Strom schreitende Verschleifung der Impulsform von Stufe zu in umgekehrter Richtung in die Wicklung 14 fließt, Stufe die Genauigkeit der Arbeitsweise verringern. Dies wodurch der Kern wieder in den Zustand — B_r gebracht 15 kann dadurch vermieden werden, daß die aufeinander- und der Kern 10 für den nächsten Arbeitszyklus vor- folgenden Zählwerkstufen durch Verwendung des Widerbereitet wird. Standes als Koppelelement in Kaskade geschaltet werden.

Zu Beginn des Zählvorgangs ist es erforderlich, daß Diese Technik ist in Fig. 4 dargestellt, wo die Ausgangsder Kern 10 genau in einen vorbestimmten Zustand B_r spannung der Zählwerkstufe 60, die am Widerstand 62 gebracht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Ein- ao auftritt, als Eingangssignal für die Zählwerkstufe 63 dient, gangsschalter gedrückt wird, um den beweglichen Teil Diese liefert ein Ausgangssignal am Widerstand 64. Jeder des Schalters 13 mit den festen Kontakten 15 und 16 in dieser Widerstände hegt, wie in Fig. 1 dargestellt, in Eingriff zu bringen. Dadurch lädt die Spannungsquelle 27 Serie mit einer zugehörigen Wicklung. Wenn die Widerdie Kapazität 24 auf, und bei Öffnen der Kontakte 15 Standskopplungstechnik der Fig. 4 dazu verwendet wird, und 16 ermöglicht es die Entladung der Kapazität 24, 25 die aufeinanderfolgenden Stufen eines Zählwerkes, das daß der Kern 10 in der vorbeschriebenen Weise in den aus den beschriebenen Schaltungen aufgebaut ist, in gewünschten Zustand gebracht wird. Kaskade zu schalten, dann kann sich die Kette auf eine

Um die vorhergehende Erklärung zu vereinfachen, beträchtlich größere Länge ausdehnen ohne erkennbare wurde der magnetische Kreis 10 so beschrieben, daß er Verformung des Signals. Wie bereits früher in Zusammenzwischen den Werten — B_r und + B_r betrieben wird. Es 30 hang mit Fig. 3 erwähnt wurde, müssen die Bemessungsist jedoch nicht erforderlich, daß der Arbeitszyklus damit parameter der aufeinanderfolgenden Stufen bei langen beginnt, daß sich der Kern in dem Zustand — B_r befindet, Ketten modifiziert werden, damit die fortschreitend versondern nur, daß die Dichte des remanenten Flusses kleiner ringerte Energie der Antriebsimpulse noch geeignet ist als -\- B_T und daß J E dt für die einzelnen Impulse gebraucht werden kann. Zwischensignale können an den kleiner ist als der Wert, der erforderlich ist, um den 35 verschiedenen Stufen durch eine Verbindung mit den Magnetkreis von dem Bezugswert der Flußdichte auf entsprechenden Kapazitäten der Zählwerkstufen abgeden Wert -f B₇. zu bringen. IDa ein niedriger Wert J E dt nommen werden. Dies ist in Fig. 4 durch die Verbindung der Impulse die Spanne zwischen -f. B_r und dem Bezugs- einer Ausgangsleitung 66 mit einer Kapazität 65 in der wert der Flußdichte verringert, verringert er auch zu Zählwerkstufe 60 und durch die Verbindung einer Ausgleicher Zeit das Anwachsen der Flußdichte während des 40 gangsleitung 68 mit der Kapazität 67 in der Zählwerk-Zählvorgangs. Der Zählvorgang der Anordnung wird stufe 63 dargestellt.

dahei nicht wesentlich beeinflußt durch Änderungen in Die Schaltungen nach Fig. 3 und 4 können jeweils dem Wert JE dt der Impulse um beispielsweise 4:1 oder durch Anlegung einer Gleichspannung oder eines Span-5:1, so daß die Spannung der Auslöseimpulse sich be- nungsimpulses von genügend langer Dauer an die Einträchtlich verändern kann ohne Verringerung der Zähl- 45 gangsklemmen 17 und 18 zurückgestellt werden. In Fig. 3 genauigkeit. laden sich durch Anlegen einer solchen Rückstellspannung

Entsprechend der Gleichung (12) kann vorausgesagt die Kapazitäten 53 und 54 auf, so daß dann, wenn das

werden, daß das Verhältnis zwischen erwünschtem und Rückstellsignal endet, die entsprechenden Kapazitäten

unerwünschtem Ausgangssignal sich mit dem Wert die Kerne, welche zu den jeweiligen den Kapazitäten zuge-

JE dt ändert, hervorgerufen durch eine Änderung von E. 50 ordneten Wicldungen der Zählwerkstufen gehören, wieder

Es wurde jedoch experimentell festgestellt, daß H_c bei auf den Zustand — B_r bringen.

Vergrößerung der Steilheit der Vorderfront der Fluß- Die Rückstellung der Zählwerkkette nach Fig. 3 veränderung ebenfalls zunimmt und daß dementsprechend läuft befriedigend, so lange wie der ohmsche Widerstand die Beziehung nach Gleichung (12), die einmalig durch der mit der Kapazität verbundenen Wicklung niedrig ist, die ursprüngliche Wahl von geeigneten Parametern fest- 55 da der Widerstand, der in der anderen Zweigleitung des gelegt wird, über einen weiten Bereich von Auslöseimpuls- Zählwerkes verwendet wird, üblicherweise im Vergleich spannungen befriedigend gilt. sehr groß ist.

Obwohl die Schaltung nach Fig. 1 zum Zählen mit Es besteht ein etwas größerer Abfall am Rückstell-

verschiedenen Teilerverhältnissen verwendet werden signal in Fig. 4, da die Wicklung, durch welche der die

kann, ist die Größe des Teilerverhältnisses begrenzt 60 Rückstellung hervorrufende Strom fließen muß, den

durch die Toleranzeinschränkungen, welche den Kreis- Strom zu einer Stufe mehr führt als in Fig. 3.

Parametern und dem Wert JE dt auferlegt sind. In der Es mögen des öfteren Umstände auftreten, bei denen

Praxis ist es unerwünscht, solche Einschränkungen auf- es erwünscht ist, eine elektrische Isolation für Gleich-

zuerlegen, welche erforderlich wären, um Teilerverhält- strom oder niederfrequente Komponenten zwischen den

nisse von vier oder mehr zu erhalten. Wenn ein Zählen 65 Erregerkreisen für das Zählwerk und den Ausgangskreisen

von höherer Ordnung erforderlich ist, können zwei solcher zu haben. Das Netzwerk, welches diese Eigenschaft zeigt,

Netzwerke in Kaskade geschaltet werden, wie dies in ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Die in dieser Fig. 5

Fig. 3 dargestellt ist. Dabei dient das Ausgangssignal der verwendeten Bezugszeichen sind identisch mit denen in

ersten Zählstufe 50, das an der Kapazität 53 auftritt, als Fig. 1 verwendeten, soweit identische Teile bezeichnet

Eingangssignal für die Zählstufe 52, deren Ausgangssignal 7" werden. Wie dargestellt, sind die Wicklungen 12,14 und 70

um einen geschlossenen magnetischen Kreis herumgewickelt, der durch, einen Ring 10 dargestellt wird, welcher, wie oben erwähnt, eine im wesentlichen rechtwinklig verlaufende S-ii-Kennlinie aufweist. Die Wicklung 14 Hegt über den Eingangsklemmen 17 und 18 in Serie mit einer Kapazität 24, und die Wicklung 12 liegt über den Eingangsklemmen 17 und 18 in Serie mit dem Widerstand 21. Diese Teile der Schaltung arbeiten in der früher beschriebenen Weise. Ein Pol der Wicklung 70 möge mit einer Ausgangsklemme 75 über Erde verbunden sein, während die andere Klemme mit einer Elektrode des richtungsabhängigen Leiters 71 verbunden ist, dessen andere Elektrode an der Ausgangsklemme 74 liegt. Ein Widerstand73überbrücktdieAusgangsklemmen74und75.

Die Signale, welche die nicht geerdete Zuleitung der Wicklung 70 gegenüber Erde positiv machen, gehen durch den richtungsabhängigen Leiter 71, der aus einem der bekannten Diodentypen bestehen kann, während die Signale, welche die nicht geerdete Zuleitung der Wicklung 70 gegenüber Erde negativ machen, nicht durch die Diode 71 zur Ausgangsklemme 74 gelangen. Wenn diese Unterscheidung nicht erforderlich ist, dann kann die Diode 71 weggelassen und eine Gleichstromverbindung hergestellt werden.

Im folgenden wird nochmals auf die in Fig. 1 dargestellte Schaltung Bezug genommen. Es ist klar, daß die Ausgleichsvorgänge, die von der Entladung der Kapazität 24 herrühren, nachdem diese durch einen gezählten Impuls aufgeladen worden war, zurückübertragen werden können auf dem Wege über die Klemmen 17 und 18 und daß sie auf diesem Wege andere Geräte beeinflussen, die von derselben Qeulle gespeist werden. Fig. 6, in der die gleichen Bezugszeichen für die entsprechenden Teile gewählt wurden, welche mit den in Fig. 1 gezeigten identisch sind, läßt erkennen, daß eine Diode 80 zwischen die Eingangsklemme 17 und die gemeinsame Zuleitung für die Wicklungen 12 und 14 eingeschaltet ist. Kreisströme in dem die Wicklungen 12 und 14 enthaltenden Kreis sind jetzt von dem Erregericreis auf Grund der richtungsabhängigen Leitereigenschaften der Diode 80 isoliert. Wie oben können die Ausgangssignale je nach Wahl entweder am Widerstand 21 oder der Kapazität 24 abgenommen werden. Obwohl ständig positive Impulse verwendet wurden, um die Erklärung zu vereinfachen, ist es klar, daß auch negative Impulse nach Wahl verwendet werden können. In diesem Fall ist es erforderlich, die Anschlußpolarität eines jeden verwendeten richtungsabhängigen Leiters umzudrehen.

Claims (6)

Patentansprüche: 50

1. Aus zwei parallel geschalteten Zweigen bestehende Zählschaltung mit automatischer Rückstellung, bei der jeder Zweig eine Wicklung besitzt, die auf einem gemeinsamen, eine annähernd rechteckförmige Hysteresisschleife aufweisenden magnetischen Kern aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß im einen Zweig ein Widerstand (21) in Reihe mit der einen Wicklung (12) und im anderen Zweig ein Kondensator (24) in Reihe mit der zweiten Wicklung (14) geschaltet ist, wobei "das Verhältnis der Windungszahlen der beiden Wicklungen so gewählt ist, daß der durch die eine Wicklung (12) fließende Magnetisierungsstrom bei ungesättigtem magnetischem Kern in der zweiten Wicklung eine gegenphasige Spannung induziert, deren Amplitude annähernd gleich ist der Amplitude des Eingangssignals.

2. Zählschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der zweiten Wicklung größer ist als die Windungszahl der ersten Wicklung und die Parallelschaltung der beiden Zweige über einen richtungsabhängigen Leiter mit einer elektrischen Signalquelle verbunden ist.

3. Zählschaltung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale aus einzelnen Elementen bestehen, deren Wert JE dt kleiner ist als derjenige, der erforderlich ist, den Zustand des magnetischen Kreises aus der Sättigung in einer bestimmten Richtung in die Sättigung in der umgekehrten Richtung abzuändern, wenn er an die Schaltung angelegt wird, welche die Reihenschaltung von Wicklung (14) und Kondensator (24) enthält, daß ferner die Signale der Reihenschaltung aus Wicklung (14) und Kondensator (24) zugeführt werden und daß in der Wicklung eine Gegenspannung erzeugt wird, die im wesentlichen gleich der ist, welche der die elektrische Wicklung enthaltenden Schaltung aufgedrückt wird, während sich der Zustand des magnetischen Kreises aus der Sättigung in der einen Richtung in die Sättigung in der umgekehrten Richtung ändert.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklung, welche betriebsmäßig mit dem magnetischen Kreis verbunden ist, die Anordnung bildet, deren Aufgabe es ist, in der ersten Wicklung eine Gegenspannung zu erzeugen, welche im wesentlichen gleich der der Schaltung aufgedrückten Spannung ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine dritte Wicklung, welche betriebsmäßig mit dem magnetischen Kreis verbunden ist, sowie eine Vorrichtung, die diese dritte Wicklung mit einem Belastungskreis verbindet.

6. Schaltung mit zwei Zweigen entsprechend der in Anspruch 1 dargelegten Schaltung, bei der Signalspannungen im wesentlichen gleicher Wellenform praktisch gleichzeitig an diese beiden Zweige gelegt werden, gekennzeichnet durch ein zweites Paar von Zweigen, entsprechend der in Anspruch 1 gekennzeichneten Schaltung, sowie durch eine Vorrichtung, die die von einem der ersten Zweige abgenommenen Signale im wesentlichen gleichzeitig an die beiden zweiten Zweige legt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 956 240; »Proceedings of the I. R. Ε«, Juni 1950, S. 626 bis 629.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- 909 577/289 7.