DE1091156B - Aus Magnetkernen mit annaehernd rechteckfoermiger Hystereseschleife bestehende Schaltungsanordnung zum Durchschalten von bipolaren Impulsen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen aus Magnetkernen mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife bestehenden Schalter für bipolare Impulse.

Es ist bekannt, elektronische Schalter für unipolare Impulse mit einem einzigen Magnetkern aufzubauen. Derartige aus einem einzigen Magnetkern bestehende elektronische Schalter eignen sich aber nicht zum Schalten bipolarer Impulse.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Schalter zu schaffen, der in dem einen Schaltzustand die bipolaren Impulse ungehindert passieren läßt, im anderen Schaltzustand aber, der durch Anlegen eines einzigen Steuerimpulses herbeigeführt werden soll, so lange die bipolaren Impulse sperrt, bis durch einen zweiten Steuerimpuls entgegengesetzter Richtung der ursprüngliche Schaltzustand wiederhergestellt worden ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei mit ihren Eingangswicklungen in Serie geschalteten Magnetkerne derart mit einem aus Richtleitern und Widerständen gebildeten Netzwerk verbunden sind, daß die den Eingangswicklungen zugeführten Impulsströme je nach ihrer Richtung jeweils abwechselnd den einen der beiden Magnetkerne mit dem halben und den anderen mit dem ganzen Impulsstrom beaufschlagen, und daß der eine der beiden Magnetkerne mit einer von den Steuerimpulsen beaufschlagbaren Wicklung versehen ist, über die dieser Magnetkern in die eine oder andere Remanenzlage gebracht werden kann, während der andere Magnetkern die Ausgangswicklung trägt, und daß ferner die beiden Magnetkerne über Übertragungswicklungen miteinander gekoppelt sind, über die nur im Falle der Ummagnetisierung des jeweils mit dem vollen Impulsstrom erregten Kernes eine zusätzliche Erregung auf den anderen Kern übertragen wird, die dessen durch den halben Impulsstrom bewirkte Erregung zu einer dem vollen Impulsstrom entsprechenden Erregung ergänzt. Durch diese Schaltung der beiden Magnetkerne wird erreicht, daß je nach der Richtung der durch einen Steuerimpuls bewirkten Vorerregung des einen Kernes entweder beide durch jedes bipolare Impulspaar um- und wieder zurückmagnetisiert werden und dabei über eine Ausgangswicklung des anderen Kernes ein bipolares Impulspaar weitergeben oder an der Ummagnetisierung und Weitergabe des Impulspaares gehindert werden.

Das mit den beiden Magnetkernen verbundene Netzwerk ist so aufgebaut, daß mit der Eingangswicklung jedes Magnetkernes ein Widerstand in Serie und zu dieser aus den beiden Eingangswicklungen und zwei Widerständen bestehenden Serienschaltung zwei in Serie geschaltete, entgegengesetzt gepolte Richtleiter parallel geschaltet sind, deren Ver-

Aus Magnetkernen
mit annähernd rechteckförmiger

Hystereseschleife bestehende

Schaltungsanordnung zum Durchschalten

von bipolaren Impulsen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Franz Haschke, München,
ist als Erfinder genannt worden

bindungspunkt über einen Widerstand mit dem Verbindungspunkt der beiden in Serie geschalteten Eingangswicklungen verbunden ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Fig. 1, 2 und 3 erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze der Schaltungsanordnung. Sie hat die Aufgabe, die an dem Eingang E vorhandenen Impulspaare — ein oder beliebig viele Paare, wobei ein Impulspaar jeweils aus einem positiven und einem negativen Impuls besteht — nach Art eines Kippschalters auf einen Ausgang A zu übertragen bzw. den Ausgang A für diese Impulspaare zu sperren. Das Sperren oder Übertragen der genannten Impulspaare bewirkt der Schalter S. Und zwar soll der Schalter S durch einen einzelnen Steuerimpuls an der Klemme Es in die gewünschte Lage gebracht werden können und dort so lange verbleiben, bis ein entgegengesetzter Steuerimpuls den Schalter in die andere Lage bringt.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des elektronischen Schalters gemäß der Erfindung dargestellt. Die Anordnung besteht aus den beiden Magnetkernen Kl und K 2 sowie dem aus den Widerständen R1, R2 und R3 und den Richtleitern Gl und G2 aufgebauten Netzwerk. Jeder der beiden Magnetkerne K1 und K2 besitzt eine Eingangswicklung Wl bzw. W4 sowie eine Wicklung W 2 bzw. W 5 zur Übertragung eines Stromes von dem einen Magnetkern auf den anderen. Dieser Strom hat die Größe des halben an der Klemme E angelegten und zu schaltenden Im-

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pulsstromes, wenn einer der beiden Magnetkerne von seinem einen Remanenzzustand in den anderen ummagnetisiert wird. Zur genauen Dimensionierung dieses Stromes kann natürlich auch noch ein Widerstand in den Kreis der Wicklung W2 und der Wicklung W 5 eingeschaltet werden. Zusätzlich besitzt der Magnetkern Kl eine Steuerwicklung W3, über die von der Klemme Es die Impulse zum Umschalten des Schalters von dem einen Schaltzustand .in den anderen zugeführt werden. Die auf dem Magnetkern K2 aufgebrachte Wicklung IV6 stellt den Ausgang des elektronischen Schalters dar. Die beiden Eingangswicklungen Wl und JF 4 der Magnetkerne if 1 und K2 sind hintereinandergeschaltet. Mit der Eingangswicklung Wl des Magnetkernes Kl ist der Widerstand Rl und mit der Eingangswicklung W4: des Magnetkernes if 2 der Widerstand R3 in Serie geschaltet. Der aus dem Widerstand R1 und der Eingangswicklung Wl des Magnetkernes K1 bestehenden Serienschaltung ist der Richtleiter G1 über den Widerstand i?3 und der aus dem Widerstand R3 und der Eingangswicklung Wi des Magnetkernes K2 bestehenden Serienschaltung der Richtleiter G 2 über den Widerstand R2 parallel geschaltet. Der Widerstand R2 ist einesteils an den Verbindungspunkt der beiden entgegengesetzt gepolten Richtleiter G1 und G 2 und andererseits an den Verbindungspunkt der beiden Eingangswicklungen Wl und Wi. angeschlossen.

Durch diese Schaltung der Magnetkerne if I und A 2 und des Netzwerkes ergibt sich folgende Funktion: Zu unterscheiden sind dabei die beiden Schaltzustände »Schalter durchlässig« und »Schalter gesperrt«.

»Schalter durchlässig«

Die beiden Magnetkerne if 1 und if 2 sollen sich im negativen Remanenzzustand befinden. Ein am Eingang £ ankommender positiver Stromimpuls/1 fließt voll über den aus dem Widerstand R1 und der Eingangswicklung Wl des Magnetkernes Kl bestehenden Stromzweig, da der Stromzweig über den Richtleiter Gl gesperrt ist. Der Stromimpuls/1 teilt sich dann auf den aus dem Widerstand R2 und demRichtieiter G2 und über den aus der Eingangswicklung Wi und dem Widerstand R3 bestehenden Stromzweig je zur Hälfte auf. Das durch den Stromimpuls /1 in dem Magnetkern if 1 hervorgerufene positive Magnetfeld zwingt den Magnetkern if 1 in den positiven Remanenzzustand.

Dabei wird in der Wicklung W2 des Magnetkernes A'l, die mit einer gleichartigen Wicklung des Magnetkernes K2, nämlich der Wicklung W5 gekoppelt ist, ein Stromimpuls/2 induziert. Der Magnetkern K2 erhält also über seine Eingangswicklung Wi. den Stromimpuls Ii, der nur halb so groß ist wie der Stromimpuls/1, und über die Wicklung W5 den Stromimpuls 12, der ebenfalls nur halb so groß ist wie der Impuls Jl, und damit eine Erregung, die ausreicht, den Kern von der negativen Remanenzlage in die positive Remanenzlage umzumagnetisieren.

Durch die Ummagnetisierung des Magnetkernes K2 wird ein positiver Ausgangsimpuls in der Wicklung W6 induziert. Am Ausgang A des Schalters erscheint somit der positive Impuls ebenso, wie er am Eingang E angelegt worden ist. Die Ströme /2 und /4 sind so bemessen, daß nur ihr gemeinsames Feld den Magnetkern K2 ummagnetisieren kann.

Der zu dem Impulspaar gehörende nachfolgende negative Stromimpuls fließt zur Hälfte über den aus dem Widerstand Rl und der Wicklung W1 bestehenden Stromzweig und zur anderen Hälfte über den aus dem Richtleiter Gl und den Widerstand i?2 bestehenden Stromzweig. Der Richtleiter G 2 ist jetzt gesperrt, und über den aus der Wicklung Wi und dem Widerstand R3 bestehenden Stromzweig fließt der gesamte Impulsstrom. Der Magnetkern K2 wird also voll erregt und von seinem positiven Remanenzzustand in den negativen Remanenzzustand zurückmagnetisiert. Durch diese Zurückmagnetisierung des Magnetkernes

ίο A2 wird in der Wicklung W5 wiederum ein Strom, der halb so groß ist wie der angelegte Impulsstrom, induziert und auf die Wicklung W2 des Magnetkernes A'l übertragen. Damit erhält der Magnetkern Al sowohl über die Wicklung Wl als auch über die Wicklung W2 eine Erregung. Die beiden in den Wicklungen Wl und W2 fließenden Impulsströme sind dabei wieder so bemessen, daß nur ihr gemeinsames Feld ausreicht, den Magnetkern Al vom positiven Remanenzzustand in den negativen Remanenzzustand zurückzumagnetisieren.

Beim Anlegen eines negativen Impulses an die Klemme E, nachdem vorher ein positiver Impuls angelegt worden war, bewirkt damit also das Zurückmagnetisieren der Magnetkerne K1 und K 2 in den Ausgangszustand und die Abgabe eines negativen Impulses am Ausgang A des Schalters. Dieser Umschaltvorgang wiederholt sieh so oft, als Eingangsimpulspaare an der Klemme E des Schalters vorhanden sind.

»Schalter gesperrt«

Um den elektronischen Schalter zu sperren, ist es nötig, über den Eingang Es, der mit der Wicklung W3 des Magnetkernes A'1 verbunden ist, einen positiven Steuerimpuls anzulegen. Der Magnetkern K1 wird durch diesen positiven Steuerimpuls in seinen positiven Remanenzzustand versetzt.

Die am Eingang E ankommenden Impulspaare verteilen sich ebenso wie im Fall des durchlässigen Schalters auf die einzelnen Stromzweige. Da der Magnetkern A1 aber bereits in seinem positiven Remanenzzustand ist, kann er durch den zuerst ankommenden positiven Impuls/1 nicht ummagnetisiert werden. Der Magnetkern A2 erhält also damit außer der über die Wicklung Wi erfolgenden Erregung auch keine zusätzliche Erregung über seine Wicklung W 5. Da aber nur die beiden durch die Wicklungen Wi und W 5 hervorgerufenen Erregungen gemeinsam in der Lage sind, den Magnetkern A 2 umzumagnetisieren, verbleibt er in seinem ursprünglichen negativen Remanenzzustand. Am Ausgang^ des Schalters erscheint kein Impuls. Der nachfolgende negative Eingangsimpuls an der Klemme E verursacht ebenso wie im durchlässigen Schaltzustand einen Stromfluß in voller Höhe durch die Eingangs wicklung Wi des Magnetkernes A 2. Der Magnetkern A 2 kann aber durch diesen negativen Impuls ebenfalls nicht ummagnetisiert werden, da er sich ja noch in seinem negativen Remanenzzustand befindet. Der Magnetkern A1 erhält also ebenso wie vorher der Magnetkern A 2 nur eine Teilerregung. Er bleibt damit ebenfalls in dem vorher eingenommenen Remanenzzustand liegen. Am Ausgang^ des Schalters erscheint ebenfalls kein Impuls.

Soll der Schalter wieder durchlässig gesteuert werden, so braucht nur an die Eingangsklemme Es ein negativer Impuls angelegt zu werden. Dieser negative Impuls bringt über die Wicklung W3 den Magnetkern A1 wieder in den negativen Remanenzzustand.

Damit sind beide Magnetkerne A1 und A2 im nega-

tiven Remanenzzustand, und der Schalter ist wieder durchlässig.

In Fig. 3 ist der zeitliche Ablauf der Schaltvorgänge bei einem Schalter gemäß der Erfindung dargestellt. Der Impulsplan zeigt den zeitlichen Ablauf einer beliebig gewählten Information, die aus sechs Impulspaaren besteht. Der Schalter ist zunächst zur Zeit i₀ durchlässig. Die am Eingang £ ankommenden Signale erscheinen also auch am Ausgang^. Nach Durchgang der ersten zwei Impulspaare wird der Schalter zur Zeit J₁ mit Hilfe eines über den Steuereingang Es gelieferten positiven Impulses gesperrt. Wie man aus der Zeile A des Impulsplanes sieht, erscheinen die am Eingang E angelegten Impulspaare nicht. Nach Durchlauf zweier Impulspaare wird zum Zeitpunkt i₂ der Schalter durch einen negativen Impuls an seiner Klemme Es wieder durchlässig gesteuert. Am Ausgang A erscheinen nunmehr wieder die am Eingang E angelegten Impulspaare.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Aus Magnetkernen mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife bestehende Schaltungsanordnung zum Durchschalten von bipolaren Impulsen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit ihren Eingangswicklungen in Serie geschalteten Magnetkerne derart mit einem aus Richtleitern und Widerständen gebildeten Netzwerk verbunden sind, daß die den Eingangswicklungen zugeführten Impulsströme je nach ihrer Richtung jeweils abwechselnd den einen der beiden Magnetkerne mit dem halben und den anderen mit dem ganzen Impulsstrom beaufschlagen, und daß der eine der beiden Magnetkerne mit einer von den Steuerimpulsen beaufschlagbaren Wicklung versehen ist, über die dieser Magnetkern in die eine oder andere Remanenzlage gebracht werden kann, während der andere Magnetkern die Ausgangswicklung trägt, und daß ferner die beiden Magnetkerne über Übertragungswicklungen miteinander gekoppelt sind, über die nur im Falle der Ummagnetisierung des jeweils mit dem vollen Impulsstrom erregten Kernes eine zusätzliche Erregung auf den anderen Kern übertragen wird, die dessen durch den halben Impulsstrom bewirkte Erregung zu einer dem vollen Impulsstrom entsprechenden Erregung ergänzt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Eingangswicklung jedes Magnetkernes ein Widerstand in Serie und zu dieser aus den beiden Eingangswicklungen und zwei Widerständen bestehenden Serienschaltung zwei entgegengesetzt gepolte, in Serie geschaltete Richtleiter parallel geschaltet sind, deren Verbindungspunkt über einen Widerstand mit dem Verbindungspunkt der beiden in Serie geschalteten Eingangswicklungen verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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