DE1093823B - Impulsverstaerker, der einen annaehernd rechteckigen Impuls liefert, wenn er nach vorherigem Aufziehen ausgeloest wird - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsverstärker mit einer Aufzugsklemme, einer Abschußklemme und einer Ausgangsklemme, welcher einen etwa rechteckigen Impuls von bestimmter Amplitude und Dauer liefert, nachdem der Aufzugsklemme ein Stromimpuls bestimmter Polarität und hinreichender Größe und Dauer (Aufziehen des Impulsverstärkers) und danach der Abschußklemme ein Impuls bestimmter Polarität und hinreichender Größe zugeleitet worden ist (Abschießen des Impulsverstärkers), wobei der Impulsverstärker aus einem Kern aus magnetischem Material mit rechteckiger Hysteresekurve und einem Transistor besteht, und der Kern eine mit der Aufzugsklemme verbundene Aufzugswicklung, eine mit einer Elektrode des Transistors verbundene Steuerwicklung, eine mit einer anderen Elektrode des Transistors verbundene Ausgangswicklung und eine mit der Abschußklemme verbundene Abschußwicklung trägt, das eine und das andere derart, daß, wenn der Impulsverstärker aufgezogen und der Kern infolgedessen in einen bestimmten magnetischen Zustand geführt worden ist, und danach der Abschußklemme ein den Kern in den anderen magnetischen Zustand treibender Impuls zugeführt wird, der anfangs geschlossen gehaltene Transistor durch die in der Steuerwicklung induzierte Spannung geöffnet wird und der die Ausgangswicklung infolgedessen durchfließende Strom den Kern danach völlig in den anderen magnetischen Zustand führt. Ein solcher Impulsverstärker hat, neben einer verstärkenden und impulsbildenden Aufgabe, auch eine Speicherwirkung und eignet sich infolgedessen in hohem Maße für logische Schaltungsanordnungen. Es darf dann aber nie vorkommen, daß ein bereits abgeschossener Impulsverstärker einen Ausgangsimpuls liefert, ohne vorher aufs neue aufgezogen worden zu sein. Diese Bedingungen erfüllen die bekannten Impulsverstärker von der vorgenannten Art nicht immer aus einem im folgenden noch zu erwähnenden Grunde. Nach der Erfindung wird diesem Übelstand dadurch abgeholfen, daß der Impulsverstärker noch einen zweiten Kern besitzt, der eine Rückstellwicklung, eine mit der Steuerwicklung in Reihe geschaltete sekundäre Steuerwicklung und eine mit der Ausgangswicklung in Reihe geschaltete sekundäre Ausgangswicklung trägt und das Ganze derart bemessen ist, daß der zweite Kern beim Abschießen des Impulsverstärkers erst umkippt, nachdem der erste Kern bereits völlig umgekippt ist.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert:

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines bekannten Impulsverstärkers;

Fig. 2 zeigt eine Schaltung, bei der der in Fig. 1 dargestellte Impulsverstärker zur Verwendung kommt;

Fig. 3 zeigt detailliert, wie die Impulsverstärker bei Impulsverstärker,

der einen annähernd rechteckigen Impuls liefert, wenn er nach vorherigem

Aufziehen ausgelöst wird

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 22. August 1958

Theodor Hans Hormann, Hilversum (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung geschaltet sind;

Fig. 4 zeigt das Schaltbild eines Impulsverstärkers nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 1 ein ringförmiger Kern aus rechteckig magnetischem Material, mit 2 ein Transistor vom p-n-p-Leitfähigkeitstyp, mit 3 die Aufzugklemme, mit 4 die Abschußklemme, mit 5 die Ausgangsklemme, mit 6 die Aufzugwicklung, mit 7 die Abschuß wicklung, mit 8 die Steuerwicklung und mit 9 die Ausgangswicklung bezeichnet. Die Aufzugwicklung 6 ist einerseits mit der Aufzugklemme 3, andererseits mit einer negativen Spannungsquelle B' verbunden. Die Abschußwicklung 7 ist einerseits mit der Abschußklemme 4, andererseits mit einer negativen Spannungsquelle B"_ verbunden. Die Steuerwicklung 8 ist einerseits mit der Basis des Transistors 2, andererseits mit einer positiven Spannungsquelle B"' verbunden. Die Ausgangswicklung ist einer- seits über einen Widerstand 10 mit der Ausgangsklemme 5, andererseits mit dem Kollektor des Transistors 2 verbunden. Der Emitter des Transistors 2 ist geerdet. Die unterschiedlichen Wicklungen sind in der Figur zur Vereinfachung jeweils als eine einzige, sich durch den ringförmigen Kern 1 erstreckende Leitung dargestellt, bestehen aber in Wirklichkeit meistens aus einer mehr oder weniger großen Anzahl von Windungen auf dem Kern 1. Die unterschiedlichen Wicklungen haben die in der Figur angedeuteten Wickelsinne.

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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie den Zustand 0 erreicht hat. Weil der Kreis der Ausfolgt: Wenn der Aufzugklemme 3 ein Stromimpuls hin- gangswickhing des Tores P₃ von diesem Zeitpunkt an reichender Intensität zugeführt wird, wird der Kern 1 aber im Tor Q₁ unterbrochen ist, verbleibt der Kern in einen bestimmten magnetischen Zustand gesetzt, der des Tores P₃ also in dem erreichten, von dem Zustand 0 im vorliegenden Fall als der Zustand 1 bezeichnet wird. 5 verschiedenen Zustand. Dies bedeutet aber, daß das Hierbei ist angenommen, daß dieser Impuls, der im Tor P₃, ohne aufs neue aufgezogen worden zu sein, folgenden als Aufzugimpuls bezeichnet wird, einen Sinn abermals abgeschossen werden kann, wodurch ein Stromin Richtung der Aufzugklemme hat. Der Aufzugimpuls impuls durch einen nicht gewünschten Draht fließen soll eine hinreichende Dauer haben, um den Kern 1 kann. Die Schaltungsanordnung kann deshalb nur zuvollständig von dem Zustand 0 in den Zustand 1 über- io friedenstellend arbeiten, wenn sämtliche Impulsverzuführen. Danach wird der Abschlußklemme 4 ein stärker im wesentlichen gleich schnell sind. Dies stellt gegebenenfalls sehr kurzer Impuls zugeführt, der den aber derart hohe Anforderungen an die Toleranzen der Kern! nach dem Zustand0 treibt. Dieser Impuls, im Kerne und der Transistoren, daß diese bei normaler folgenden als Abschußimpuls bezeichnet, soll hinreichend Massenherstellung nicht erfüllt werden können, so daß stark sein, um durch das beginnende Umkippen des 15 die Kerne und die Transistoren speziell ausgesucht Kernes 1 eine Spannung in der Steuerwicklung zu indu- werden müssen. Es leuchtet ein, daß dies einen großen zieren, welche die von der positiven Spannungsquelle B'" Nachteil darstellt. Dieser Nachteil läßt sich, wie bereits gelieferte positive Vorspannung der Basis des Tran- vorgeschlagen, dadurch beheben, daß die Drähte Ai über sistors2 überwindet und infolgedessen den Transistor einen Transformator und einen zweiten Transistor mit leitend macht. Infolgedessen fließt aber Strom durch ao den Ausgangsklemmen der Tore Pi und Qj gekoppelt die Ausgangswicklung 9, der den Kern 1 ebenfalls in werden, aber dies bedeutet eine nicht vernachlässigbare den Zustand 0 treibt. Wenn der Abschußimpuls also zusätzliche Verwicklung.

bereits abgelaufen ist, bevor der Kern 1 den Zustand 0 Fig. 4 zeigt, wie diesem Übelstand nach der Erfindung erreicht, wird der Kern 1 durch den vom Transistor 2 abzuhelfen ist. Der Unterschied von dem in Fig. 1 dargelieferten Strom durch die Ausgangswicklung 9 voll- 25 gestellten Impulsverstärker besteht darin, daß ein zweiter ständig in den Zustand 0 geführt. ringförmiger Kern 11 aus rechteckig magnetischem

Es leuchtet ein, daß gegebenenfalls zwei oder mehr Material vorgesehen ist, der eine in Reihe mit der

Impulsverstärker in Reihe aufgezogen werden können. Steuerwicklung 8 geschaltete sekundäre Steuerwick-

Ein einmal abgeschossener Impulsverstärker kann aber lung 12, eine in Reihe mit der Ausgangswicklung 9

nur aufs neue einen Impuls liefern, nachdem er aufs 30 geschaltete sekundäre Ausgangswicklung 13 und eine

neue aufgezogen worden ist. Rückstellwicklung 14 trägt. Die Enden der Rückstell-

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der Tore wicklung sind derart mit den Klemmen einer Gleich-

von der oben geschilderten Art zur Verwendung kommen, Spannungsquelle B"" verbunden, daß der zweite Kern

auf die in Fig. 3 ausführlich angedeutete Weise. Die in den Zustand 1 getrieben wird. Die Rückstellwick-

Schaltungsanordnung nach Fig. 2 zielt darauf ab, einen 35 lung 14 ist zweckmäßig über einen Widerstand 15 kurz-

Impuls wahlweise durch einen beliebigen von zwölf geschlossen. Hierdurch kann nämlich verhütet werden,

Drähten Ai (i — 1,2, 12) zu schicken. Die zwölf daß die Basis des Transistors 2 beim Rückstellen unzu-

Drähte sind zu diesem Zweck durch geordnete Gruppen lässig hoch positiv vorgespannt wird. Auf weniger ein-

von zwei Zahlen {p, q) angedeutet, wobei p die Werte fache Weise ist dieses Ergebnis auch mittels einer

i,2,2>, A und q die Werte 1, 2, 3 durchläuft. Die Drähte 40 Begrenzungsschaltung erreichbar.

(p, 1), (p, 2), {p, 3) sind links mit einem Tor P₃, ver- Man kann also sagen, daß der Kern 1 des bekannten bunden (p = 1, 2, 3, 4), während die Drähte [1, q), (2, q), Impulsverstärkers in zwei Kerne 1 und 11 geteilt ist, (3, q), (4, q) rechts mit einem Tor@_s verbunden sind und die Abschuß wicklung 7 ausschließlich auf dem (q = 1,2, 3). Jeder Draht (p, q) enthält eine Diode mit Kern 1 angeordnet ist. Letzteres bedeutet aber, daß einem von dem Tor P_v zum Tor Q_g gerichteten Durch- 45 der zweite Kern 1 für die Speicherwirkung des Impulslaßsinn. Wünscht man z. B. über den Draht A ₇ = (3, 1) Verstärkers keine Rolle spielt. Im folgenden wird nacheinen Stromimpuls zu schicken, so müssen die Tore P₃ gewiesen, daß beim Abschießen des Impulsverstärkers und Q₁ kurzzeitig geöffnet werden. Verwendet man als der zweite Kern 11 erst umkippt, nachdem der Kern 1 Tore die oben geschilderten Impulsverstärker, so sollen völlig in den Zustand 0 geführt worden ist. Wenn dies diese derart geschaltet sein, daß ihre Transistoren in 50 zutrifft, tritt der vorgenannte Nachteil nur auf, wenn Reihe liegen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Hierbei sind einer der beiden Kerne von einem der Impulsverstärker die entsprechenden Bezugszeichen nach der Abb. 1 mit bereits völlig in den Zustand 0 getrieben worden ist, einem bzw. zwei Strichen versehen. Um einen Impuls und der entsprechende Transistor also bereits geschlossen durch den Draht A₇ = (3,1) zu schicken, zieht man ist, bevor der Kern 1 des anderen Impulsverstärkers zunächst die Impulsverstärker P₃ und Q₁ auf und führt 55 vollständig in den Zustand 1 getrieben worden ist. Das anschließend den Abschußklemmen sämtlicher Tore Ganze soll deshalb derart ausgebildet sein, daß der Impulse zu. Weil aber nur die Tore P₃ und Q₁ aufgezogen langsamste Kern 1 schneller als die schnellste Kombiworden sind, werden lediglich die Transistoren dieser nation von zwei Kernen 1 und 11 ist. Dies stellt aber Tore kurz geöffnet und wird ausschließlich der Draht A ₇ eine so viel weniger hohe Anforderung an die Toleranzen, = (3, 1) von einem Stromimpuls durchflossen. Die 60 daß normale Massenerzeugnisse diese erfüllen. Um nachDioden in den Drähten Ai verhüten parallele Strom- zuweisen, daß in der Tat der Kern 11 erst umkippt, wege. nachdem der Kern 1 ganz umgekippt worden ist, wird

Dieser Schaltungsanordnung haftet aber ein unerwar- das Abschießen des Impulsverstärkers in drei Phasen

teter Nachteil an. Infolge der erforderlichen Toleranz geteilt, d. h.:

bei den Kernen und Transistoren der Tore P₄ und Q₁ 65 „ ,. _, . , , ,, , „.

sind nämlich nicht sämtliche Tore gleich schnell. An- ^{L die Phase}- ^{m der der} Abschußunpuls vorhanden ist;

genommen z. B., daß das Tor Q₁ beträchtlich schneller ²· ^die Phase, in der der Abschußimpuls bereits beendet

als das Tor P₃ ist, so wird, wenn diese Tore gleichzeitig ist, der Kern 1 aber den Zustand 0 nicht erreicht hat;

abgeschossen werden, der Transistor des Tores Q₁ bereits 3. die Phase, in der der Kern 1 den Zustand 0 erreicht

geschlossen sein, bevor der Kern des Tores P₃ vollständig 70 hat und der Kern 11 im Umkippen begriffen ist.

Bezeichnet nun 2V₁ die erforderliche Anzahl Amperewindungen, um den Kern 1 umzukippen (d. h. in den steilen Teil seiner Magnetisierungskurve zu führen), IV₂ die erforderliche Anzahl Amperewindungen, um den Kern 11 umzukippen, i_a die Stromstärke des Abschußimpulses, i_p die Größe des Basisstromes des Transistors 2 (positiv von der Basis aus), i_c die Stromstärke des Kollektorstroms des Transistors (positiv von dem Kollektor aus), i die Stromstärke des Rückstellstroms, n_a die Anzahl Windungen der Abschußwicklung 7, ίο w_6l die Anzahl Windungen der Primärsteuerwicklung 8, W₆₂ die Anzahl Windungen der Sekundärsteuerwicklung 12, n_ei die Anzahl Windungen der Primärausgangswicklung 9, w_C2 die Windungszahl der Sekundärausgangswicklung 13 und η die Windungszahl der Rückstellwicklung 14. Während der ersten Phase gelten die Gleichungen:

Kern 1 n_ai'_a + n_cii[. — n_bli'_b = 2V₁

Kern 11 n_C2i', — n_bj'_b —ni<0

Der Kern 11 wird während der ersten Phase deshalb in den Zustand 1, in dem er sich bereits befand, getrieben und kippt nicht um.

Während der zweiten Phase gelten die Gleichungen:

Kern 1 W₀₁C — n_bli'_b = N₁
Kern 11 n_C2i" — n_b2i" — ni<0

Während dieser Phase fährt der Kernl also fort umzukippen, aber der Kern 11 verbleibt im Zustand 1.

Nachdem der Kern 1 den Zustand 0 erreicht hat, verringert sich der Basisstrom i_b so stark, daß

— n-hA'l' — wi = 2Vo

wodurch der Kern 11 umkippt. Nachdem dieser Kern aber den Zustand 0 erreicht hat, verschwindet die negative Spannung an der Basis des Transistors 2, und dieser schließt sich, wodurch i_c und i_b beide zu Null werden. Der Kern 11 wird dann durch den Rückstellstrom wieder in den Zustand 1 zurückgeführt.

Während sämtlicher Phasen ist der Transistor übersteuert, so daß i'„ = i'J = i'_c".

Wird der Kreis der Ausgangswicklungen 9 und 13 unterbrochen, bevor der Kern 11 den Zustand 0 erreicht hat, so wird i_c — 0 und der Kern 11 deshalb nicht weiter in den Zustand 0 geführt. Infolgedessen verschwindet die negative Spannung an der Basis des Transistors 2, wodurch dieser geschlossen und der Kern 11 durch den Rückstellstrom i wieder in den Zustand 1 geführt wird. Der Kern 1 ist dann aber bereits vollständig umgekippt, so daß dies die Speicherfunktion des Impulsverstärkers nicht stört.

Der Impulsverstärker nach der Erfindung kann mit einem sehr kurzen Impuls abgeschossen werden und liefert einen im wesentlichen rechteckigen Ausgangsimpuls mit einer steilen Vorder- und Rückflanke. Man kann ohne ein besonderes Flankenfilter auskommen. Der Abschußimpuls braucht lediglich eine hinreichende Amplitude zu haben, um den Kern 1 in den steilen Teil seiner Magnetisierungskurve zu führen, so daß die in die Steuerwicklung 8 induzierte Spannung hinreicht, um den Transistor zu öffnen. Nachdem dieser aber geöffnet worden ist, bleibt er geöffnet, weil danach der Kollektorstrom die Aufgabe des Abschußimpulses übernimmt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Impulsverstärker mit einer Aufzugsklemme, einer Abschußklemme und einer Ausgangsklemme, welcher einen im wesentlichen rechteckigen Impuls von bestimmter Amplitude und Dauer liefert, nachdem der Aufzugsklemme ein Stromimpuls von bestimmter Polarität und hinreichender Größe und Dauer (Aufziehen des Impulsverstärkers) und der Abschußklemme ein Impuls von bestimmter Polarität und hinreichender Größe zugeführt worden ist (Abschießen des Impulsverstärkers), wobei der Impulsverstärker einen Kern aus magnetischem Material mit rechteckiger Hysterese und einen Transistor besitzt und der Kern eine mit der Aufzugsklemme verbundene Aufzugswicklung, eine mit einer Elektrode des Transistors verbundene Steuerwicklung, eine mit einer anderen Elektrode des Transistors verbundene Ausgangswicklung und eine mit der Abschußklemme verbundene Abschußwicklung trägt, das eine und das andere derart, daß bei Aufzug des Impulsverstärkers und Überführung des Kerns infolgedessen in einen bestimmten magnetischen Zustand und anschließender Zuführung eines den Kern in den anderen magnetischen Zustand treibender Impuls an die Abschußklemme der anfangs geschlossen gehaltene Transistor durch die in der Steuerwicklung induzierte Spannung leitend wird, und der die Ausgangswicklung infolgedessen durchfließende Strom den Kern danach völlig in den anderen magnetischen Zustand führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsverstärker noch einen zweiten Kern besitzt, der eine Rückstellwicklung, eine mit der Steuerwicklung in Reihe geschaltete Sekundärsteuerwicklung und eine mit der Ausgangswicklung in Reihe geschaltete sekundäre Ausgangswicklung trägt, und das Ganze derart bemessen ist, daß der zweite Kern beim Abschießen des Impulsverstärkers erst umkippt, nachdem der erste Kern vollständig umgekippt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 650/308 11.