-
Treiberschaltung für eine induktive Last Die Erfindung bezieht sich
auf eine Treiberschaltung für eine induktive Last. Eine induktive Last oder ein
induktiver Verbraucher wird beispielsweise von einem induktiven Phasenschieber an
einem Wellenleiter gebildet.
-
Ist eine induktive Last mit der Induktivität L an eine Energiequelle
mit dem inneren Widerstand R angeschlossen und ändert die Energiequelle ihre Spannung
sprungweise, so ist für die Änderung des die Induktivität durchfließenden Stromes
die Zeitkonstante L/R maßgebend. Soll diese Zeitkonstante klein sein, so muß entweder
die Induktivität L klein oder der Widerstand R groß gemacht werden, oder es muß
beides geschehen. Der Wert der Induktivität L kann aus anderen Gründen festgelegt
sein. Dies gilt beispielsweise für Ferrit-Phasenschieber, wo L im allgemeinen als
fester Wert gegeben ist.
-
Eine bekannte Treiberschaltung für Ferrit-Phasenschieber verwendet
zwecks Herabsetzung der Zeitkonstante Vakuumröhren mit hohem Widerstand. Eine derartige
Schaltung benötigt beträchtliche Energie und arbeitet mit erheblichem Leistungsverlust
vor allem dann, wenn ein verhältnismäßig großer konstanter Strom über längere Zeit
in der Induktivität des Phasenschiebers aufrechterhalten werden soll. In Schaltungen,
die eine große Zahl von Phasenschiebern enthalten, macht der beträchtliche Leistungsverlust
die Verwendung von Vakuumröhren als Treiber praktisch unausführbar.
-
Eine andere bekannte Treiberschaltung für induktive Lasten, beispielsweise
Phasenschieber, besteht aus einer Stromquelle unter Verwendung von Leistungstransistoren,
die an sich ein recht wirksames Mittel darstellen, einen konstanten Strom beliebig
lange aufrechtzuerhalten. Übliche Transistorenschaltungen haben aber einen inneren
Widerstand von wenigen Ohm, und die Leistungsquelle hat nur ein relativ niedriges
Potential, so daß sich eine große Zeitkonstante ergibt, wenn es sich beispielsweise
darum handelt, den durch einen Phasenschieber fließenden Strom schnell zu ändern.
Eine derartige, mit Stromregulierung versehene Stromquelle, die mit Transistoren
arbeitet, enthält beispielsweise einen Schalttransistor, der in Reihe mit dem Induktor
liegt, und einen Transistor, der als regulierender Verstärker arbeitet und zwischen
einem Punkt zwischen zwei Widerständen und der Basis des Schalttransistors liegt.
Dabei können die Widerstände zwischen der Stromquelle und dem Induktor angeordnet
sein. Die Größenordnung des Stromes, der durch den Induktor fließt, hängt von der
Größe der Spannung und den relativen Werten der beiden Widerstände ab. Eine mit
Transistoren arbeitende Stromquelle, die relativ hohe Spannungen liefert, ohne die
Transistoren zu zerstören, und zugleich einen hohen inneren Widerstand hat, um die
Zeitkonstante herunterzudrücken und es zu ermöglichen, den durch die Induktivität
fließenden Strom schnell von einem Wert auf einen anderen zu ändern, würde für die
Technik von beträchtlichem Wert sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine derartige, von den vorstehend genannten Nachteilen also freie Treiberschaltung
zu schaffen.
-
Gemäß der Erfindung ist an einen die Spannung der induktiven Last
steuernden Signalgeber ein Netzwerk angeschlossen, das einen Verstärker enthält
und die Eigenschaft hat, an seinem Ausgang bei einer Änderung seiner Eingangsspannung
ein Signal zu erzeugen, das abklingt, wenn die Eingangsspannung konstant ist; der
Ausgangsspannung dieses Netzwerkes wird die Signalgeberspannung überlagert, und
das dadurch entstandene Signal dient zur Steuerung des Stromes durch die induktive
Last.
-
Zur Erläuterung der Wirkung dieser Schaltung sei angenommen, daß in
einem einfachen Stromkreis, der Induktivität und Widerstand sowie eine Spannungsquelle
enthält, die Spannung sich sprungweise ändert. Dann hat dies bekanntlich zur Folge,
daß der Strom nach einer Exponentialfunktion wächst. Gemäß der Erfindung wird nun
aber der sprungweise ansteigenden Spannung eine aus dem Netzwerk gewonnene Spannung
überlagert, so daß die tatsächlich wirkende, den Strom in der Induktivität bestimmende
Spannung mit einem wesentlich höheren Wert einsetzt und erst nach
einer
endlichen Zeit auf den Wert abklingt,. auf den die Spannung der Spannungsquelle
sprungweise angestiegen war. Infolgedessen steigt der Strom nicht mehr nach der
Exponentialfunktion, sondern schneller, und zwar hat er einen zeitlichen Verlauf,
der sich bei geeigneter Wahl des Netzwerkes, der darin stattfindenden Verstärkung
und der übrigen Komponenten der Schaltung weitgehend einem sprungweisen Anstieg
annähern läßt.
-
Es gibt zahlreiche Möglichkeiten für die Konfiguration des Netzwerkes.
Eine besonders einfache Anordnung besteht in einer Reihenschaltung eines Verstärkers
mit einem passiven Netzwerk, das die Frequenzcharakteristik eines Hochpaßfilters
hat.
-
Weitere wesentliche Merkmale der Schaltung nach der Erfindung sollen
an Hand des gezeichneten Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeichnung
zeigt Fig. 1 eine Schaltung mit den Merkmalen der Erfindung, Fig.2 ein Diagramm,
in dem der von einem als induktive Last in der Schaltung nach Fig. 1 etwa auftretenden
Phasenschieber erzeugte Phasenwinkel über dem Strom aufgetragen ist, Fig. 3 ein
Diagramm, in dem über der Zeit die von einem Programmsignalgenerator, wie er in
Fig. 1 erscheint, erzeugte Spannungsfolge aufgetragen ist, Fig.4 ein Diagramm, in
dem über der Zeit die übergangsspannungen und stationären Spannungen aufgetragen
sind, die der in Fig. 1 verwendete Ausgleichverstärker als Antwort auf die Spannungen
nach Fig. 3 entwickelt, und Fig. 5 ein Diagramm, in dem der von der Treiberschaltung
nach Fig. 1 erzeugte, durch die Induktivität des Phasenschiebers fließende Strom
über der Zeit aufgetragen ist, um die schnelle Änderung dieses Stromes zu veranschaulichen.
-
In Fig. 1 ist eine Batterie 10 einerseits mit einer geerdeten
Leitung 12 und andererseits durch eine Leitung 14 mit einem Widerstand
16 verbunden. Die Batterie 1.0 dient als Leistungsquelle und entwickelt
beispielsweise -I-6 Volt. Mit dem Widerstand 16 ist ein weiterer Widerstand
18 in Reihe geschaltet, der durch eine Leitung 19 mit dem einen Ende einer
induktiven Last, im gezeichneten Beispiel mit der Spule 20 eines Phasenschiebers
22 verbunden ist. Die Spule 20 des Phasenschiebers 22 kann um einen nicht
gezeichneten rechtwinkligen Wellenleiter gewickelt sein, der einen axial ausgerichteten
Ferritstab enthält. Dabei dient die Spule 20 zur Erzeugung eines axialen
Magnetfeldes in dem Ferritstab, wobei durch geeignete Mittel dafür gesorgt ist,
daß im Wellenleiter als solchem keine Wirbelstromverluste auftreten. Ein Phasenschieber
dieses allgemeinen Typs ist auf S. 1510 im Novemberheft von 1957 der Zeitschrift
»Proceedings of I.R.E.« in einer Arbeit von F. Reggia und E. G. S p e n c e r beschrieben,
die unter dem Titel »A New Technique in Ferrite Phase Shifting for Beam Scanning
of Microwave Antennas «erschienen ist.
-
Das andere Ende der die induktive Last bildenden Spule 20 ist
mit dem Emitter eines Transistors vom pnp-Typ verbunden. Der Kollektor des Transistors
24
ist mit der Anode einer Sperrdiode 26 verbunden, deren Kathode durch Anschluß
an die Leitung 12 geerdet ist.
-
Zur Regulierung des eingeschwungenen oder Dauerstromes, der durch
die Spule 20 fließt, dient ein Regeltransistor 28 vom pnp-Typ. Dem
Emitter des Transistors 28 fließt Strom durch eine Leitung 14 zu,
die eine Zener-Diode 30 enthält. Diese Diode liefert einen konstanten Spannungsabfall,
so daß der Regeltransistor 28 im gewünschten Verstärkungsbereich arbeitet.
Die Anode der Diode 30 ist mit der Leitung 14, ihre Kathode mit dem Emitter
des Transistors 28 verbunden. Der Kollektor des Transistors 28 liefert durch eine
Leitung 36 Strom an die geerdete Leitung 12. Die Leitung 36 enthält
eine Schutzdiode 34, deren Anode mit dem Kollektor des Transistors
28 verbunden ist. Die Leitung 36 enthält ferner einen Widerstand 38, an dem
eine dem jeweils durch die Leitung 36 fließenden Strom entsprechende Signalspannung
entsteht. Das am nicht geerdeten Ende des Widerstandes 38 entstehende Potential
wird durch eine Leitung 40 an die Basis des Treibertransistors
24
gegeben, um den durch die Spule 20 fließenden Strom zu steuern.
-
Über seine Basis wird der Transistor 28 nach Maßgabe der Spannungen
gesteuert, die ein Programmsignalgenerator 44 erzeugt, an den die Basis angeschlossen
ist. Der Generator 44 enthält einen Schrittschalter 46 mit Arm
48, der über Kontakte 50, 52, 54 und 56 geschaltet wird. Ein Präzisionswiderstand
58 ist mit Anzapfungen an die Kontakte 50, 52, 54 und 56 angeschlossen, um an ihnen
verschiedene Potentiale herzustellen. Das eine Ende des Widerstandes 58 ist durch
eine Leitung 64 mit dem positiven Pol einer Batterie 62 verbunden; sein anderes
Ende liegt am entgegengesetzten Pol dieser Batterie, die beispielsweise mit der
in der Zeichnung angegebenen Polarität 2 Volt erzeugt. Die Leitung 64 und
mit ihr der Kontakt 50 und die positive Klemme der Batterie 62 sind durch eine Leitung
mit einem zwischen den Widerständen 16 und 18 liegenden Punkt verbunden.
Damit ist eine Gegenkopplung (oder negative Rückkopplung) hergestellt. Jede Änderung
des Stromes, der durch die die induktive Last darstellende Spule 20 fließt,
erzeugt mithin ein negatives Rückführungssignal, wie noch näher erläutert werden
wird.
-
Der Arm 48 des Schrittschalters 46 ist mechanisch mit einem Abtastmotor
68 verbunden, wie durch eine gestrichelte Linie 66 angedeutet ist. Auf diese Weise
kommt der Arm 48 nacheinander mit den einzelnen Kontakten in Berührung, beispielsweise
in der Reihenfolge 50, 52, 54, 56 und dann erneut wieder zum Kontakt 50.
Der Abtastmotor 68 ist mit dem Arm 48 über ein Schrittschaltwerk verbunden, welches
bewirkt, daß die Bewegung des Armes vom einen Kontakt zum nächsten nach einer bestimmten
Zahl von Motordrehungen schnell vor sich geht. Es sei hervorgehoben, daß die kontinuierliche
Folge von einem höheren Potential zu einem niedrigeren Potential und dann schließlich
zurück auf das höhere Potential nur eine vieler möglichen Folgen ist, die der Signalgenerator
44
liefern kann. Statt dessen können die Kontakte 50,
52 ...
auch an andere Anzapfungen des Widerstandes 58 angeschlossen werden, als gezeichnet
ist, um eine abweichende Folge zu erzeugen, die wünschenswert sein mag.
-
Das am Arm 48 entstehende Signal wird einerseits an die Basis
des Transistors 28 und andererseits durch die Leitung 70 an das Netzwerk
gegeben, von dem eingangs bereits die Rede war. Dieses Netzwerk wird nachstehend
als Ausgleichverstärker bezeichnet. Es enthält einen Verstärker 72, an dessen Eingang
die Leitung 70 angeschlossen ist. Der Verstärker 72 ist entweder ein Wechselstromverstärker
oder ein Gleichstromverstärker.
Für das betrachtete Ausführungsbeispiel
sei der Fall angenommen, daß es sich um einen Gleichstromverstärker handelt. In
diesem Fall liefert der Verstärker 72 das verstärkte Signal durch eine Leitung 76
an den Eingang eines passiven Netzwerkes 78, das im betrachteten Beispiel die Konfiguration
eines Hochpaßfilters hat. Dieser Hochpaß stellt gleichfalls einen Bestandteil des
Ausgleichverstärkers 74 dar. Ändert sich die Ausgangsspannung des Schaltgenerators
44, so läßt der Hochpaß 78 nur ein Ausgleichsignal oder abklingendes
Signal in die Leitung 40 gelangen, wie weiter unten näher erklärt werden wird. Der
Hochpaß 78 kann in irgendeiner geläufigen Art gestaltet sein. In der gezeichneten
Form besteht er aus einem Kondensator 80, - der einerseits über die Leitung 76 an
den Ausgang des Verstärkers 72 und andererseits über einen Widerstand 82 an Erde
und über einen Kondensator 84 an die Leitung 40 gelegt ist. Die mit der -
Leitung 40
verbundene Belegung des Kondensators 84 ist außerdem über einen
Widerstand 86 mit Erde verbunden. Ein derart aufgebauter Filter liefert bekanntlich
an seinem Ausgang bei jeder Änderung der Eingangsspannung nur abklingende Signale
von kurzer Dauer.
-
An Hand von Fig. 2, die in einem Diagramm den Phasenwinkel des Phasenschiebers
22 über dem Strom wiedergibt, soll die Wirkungsweise der Schaltung näher erläutert
werden. Die gezeichnete Kurve 88 kann für jeden Phasenschieber experimentell bestimmt
werden und gibt an, welcher Strom durch die Spule 20 fließen muß, um eine bestimmte
Phasenverschiebung zu erhalten, die einem den Phasenschieber durchlaufenden Mikrowellensignal
erteilt wird. Dabei sind in Fig. 2 vierdiskrete Punkte hervorgehoben, die den Phasenwinkeln
0, 120, 240 und 360° entsprechen. Die diesen Phasenwinkeln zugeordneten Ströme sind
mit i50, i54, i52 und i50 bezeichnet.
-
Fig. 3 zeigt die stufenförmigen Spannungssignale, die vom Signalgenerator
44 erzeugt werden; Fig.4 zeigt die vom Ausgleichverstärker 74 gelieferten Ausgleichsignale
in Überlagerung mit den Spannungssignalen nach Fig.3; Fig.5 zeigt den Verlauf des
Stromes im Phasenschieber 22. Die aus Kurve 90 in Fig.3 ersichtliche Folge von Spannungssprüngen
richtet sich nach der Größe der Phasenverschiebung, die der Phasenschieber 22 erzeugen
soll. Die einzelnen Spannungen e50, e52, e54 und e5. der Kurve 90 werden zu den
Zeiten to bis t4 durch den Kontaktarm 48 gegeben, wenn dieser unter der Wirkung
des Abtastmotors 68 nacheinander auf die Kontakte 50, 52, 54 und 56 geschaltet wird.
-
Bevor die Wirkung der Ausgleichsignale erläutert wird, die sich ergeben,
wenn die in Fig. 3 aufgetragene Spannung springt, sei erläutert, wie die Spannungen
geregelt werden, die sich nach Abklingen der Ausgleichspannungen einstellen. Alle
Spannungen der Kurve 90, beispielsweise die Spannung e50, werden an die Basis
des Transistors 28 gelegt und spannen diesen so vor, daß er einen bestimmten, die
Diode 34 und den Widerstand 38 durchfließenden Strom vom Emitter zum Kollektor durchläßt.
Jeder Spannung der Kurve 90 entspricht daher eine Spannung, die sich nach Abklingen
der Ausgleichvorgänge an der Leitung 40 einstellt und die Basis des Treibertransistors
24 entsprechend vorspannt, um den in Richtung vom Emitter zum Kollektor dieses Transistors
fließenden Strom zu steuern. Jedesmal wenn in der Stufenfolge e50, e52, e54
und e50 der Kurve 90 die Spannung von einem niedrigeren auf einen höheren
Wert springt, wird mithin die Impedanz des Treibertransistors 24 erhöht und der
durch die Spule 20 fließende Strom vermindert, wie es den Stromwerten i502 Z52,
44 und i50 der Kurve 88 der Fig. 2 entspricht.
-
Damit der vorgeschriebene Strom durch die Spule 20, also etwa der
Stromwert i50, von Änderungen der Spannung der Energiequelle 10 und der nur theoretisch
unveränderlichen Konstanten der übrigen Elemente der Schaltung, wie sie vor allem
durch Temperaturänderungen leicht entstehen, unabhängig wird, ist eine Gegenkopplung
oder negative Rückkopplung vorgesehen. Dazu sind die Widerstände 16 und 18 so bemessen,
daß sich bei jedem Spannungswert der Kurve 90 eine bestimmte Spannung an der Leitung
64 einstellt, die so groß ist, daß der zugeordnete Stromwert durch die Spule 20
fließt. Jede Änderung dieses Stromes und damit des Stromes in den Widerständen 16
und 18 hat eine Verschiebung des Potentials der Leitung 64 und demzufolge eine entsprechende
Verschiebung des Basispotentials am Transistor 28 zur Folge. Dies wiederum bewirkt
eine Änderung des Potentials der Leitung 40, die die Basisvorspannung am Transistor
24 in einem Sinne verschiebt, der den Betrag des Stromes in der Spule
20 im berichtigenden Sinne beeinflußt. So bewirkt beispielsweise eine Verminderung
des Stromes in der Spule 20 ein Ansteigen des Potentials der Leitung
64
und einen entsprechenden Potentialanstieg an der Basis des Transistors
28. Demzufolge sinkt der Strom im Widerstand 38 und entsprechend das Potential der
Leitung 40, so daß die wirksame Impedanz des Treibertransistors 24 vermindert und
der Strom in der Spule 20 im Sinne einer Korrekturdes entstandenen Fehlers erhöht
wird. Die Schaltung arbeitet qualitativ in gleicher Weise und nur im umgekehrten
Sinne, wenn der Strom in der Spule 20 den jeweils vorgeschriebenen Betrag, beispielsweise
i50, übersteigt. Durch diese Gegenkopplung wird mithin der den Phasenwinkel des
Phasenschiebers 22 bestimmende Strom unabhängig von äußeren Einflüssen mit großer
Genauigkeit auf seinem vorgeschriebenen Betrag gehalten.
-
Wie sich die Schaltung beim Wechsel von einer Spannung auf eine andere
verhält, sei an Hand von Fig. 1, 3 und 5 erläutert. Springt die Spannung in der
Kurve 90 in einem der Zeitpunkte to bis t42 wenn sich der Arm 48 auf der
Kontaktreihe 50 bis 56 von einem zum anderen Kontakt bewegt, so wird diese Spannungsänderung
über die Leitung 70 auf den Eingang des Verstärkers 72 der Ausgleichverstärkeranordnung
74 gegeben. Dadurch entstehen Ausgleichvorgänge, wie sie in Form der Spitzen 92,
94, 96, 98 und 100 in Fig. 4 dargestellt sind. Die am Ausgang des Verstärkers
72 auftretenden Signale werden über den Hochpaß 78 hindurch auf die Leitung 40 gegeben.
Am Ausgang des Hochpasses entstehen Spannungen nur dann, wenn sich die Spannung
an seinem Eingang ändert. Bei konstanter Eingangsspannung hat daher der Hochpaß
keinen Einfluß auf das Potential der Leitung 40. Der Strom in der Leitung
36 und der verstärkte und vom Hochpaß durchgelassene Ausgleichstrom überlagern sich
mithin im Widerstand 38, so daß in der Leitung 40 Spannungen gemäß Fig. 4
entstehen. Dabei sind die Stromspitzen 92, 94,. . . von verhältnismäßig kurzer Dauer.
-
Die Wirkung eines positiven Ausgleichsignals, also einer Spitze 94,
96 oder 98, ist etwas anders als diejenige
einer negativen Spitze.
Der erste Fall sei zunächst betrachtet.
-
Eine positive Ausgleichspannung in der Leitung 40, beispielsweise
die Spitze 94, erteilt dem Transistor 24 augenblicklich eine Vorspannung, die ihn
nichtleitend macht, so daß die Spule 20 von der Erdleitung 12 getrennt wird. Außerdem
gelangt das positive Potential der Schaltspitze 94 an den Emitter des Transistors
24 und damit einseitig an die Spule 20. Dies bewirkt eine schnelle Verminderung
des in der Spule 20
fließenden Stromes, da die für die Zeitkonstante maßgebende
Impedanz groß ist, so daß der Strom in einer kurzen Zeit vom Wert i56 auf den Wert
i5. sinkt. Man kann die Dauer der Ausgleichspitze 94 so kurz machen, daß der Strom
nicht auf einen niedrigeren Wert als i52 fällt. Ist die Ausgleichspitze abgeklungen,
so wird der Strombetrag i52 durch die normale Regelung aufrechterhalten, wie sie
oben beschrieben wurde.
-
Ohne die Mitwirkung des Ausgleichverstärkers 74 würde sich der Strom
in der Spule 20 gemäß dem punktierten Kurvenabschnitt 106 in Fig. 5 ändern. Der
Ausgleichverstärker dagegen bewirkt, daß die Stromänderung sich schnell gemäß den
voll ausgezogenen Kurvenabschnitten vollzieht. Ohne den Ausgleichverstärker
74 stände für eine Änderung des Stromes lediglich die Spannung der Batterie
10 zur Verfügung.
-
Die Schaltung ist so gewählt, daß der Treibertransistor 24 nicht durch
Überschreitung seiner Leistungsgrenzen beschädigt wird. Denn er wird in den nichtleitenden
Zustand vorgespannt, während ein positives Ausgleichsignal wirksam ist. Er sollte
jedoch so gewählt werden, daß die Spannung des Ausgleichsignals die charakteristische
Spannungsgrenze nicht überschreitet. Während das positive Ausgleichsignal, etwa
die Spitze 94, wirksam ist, wird sie auf die Kathode der Diode 34 aufgedrückt, so
daß auch diese in den nichtleitenden Zustand vorgespannt wird. Daher wird der Regeltransistor
28 gegen Strom geschützt, der in der Richtung vom Kollektor zum Emitter fließen
und die Leistungsgrenze des Transistors 28 überschreiten würde.
-
Etwas anders verhält sich die Schaltung, wenn ein negatives Ausgleichsignal
auftritt, beispielsweise die Spitze 100. Durch ein derartiges Signal wird
der Transistor 24 in den leitenden Zustand vorgespannt, so daß er wie ein geschlossener
Stromkreis arbeitet. Das negative Ausgleichsignal wird aber gleichzeitig der Anode
der Diode 26 aufgedrückt und spannt diese in den nichtleitenden Zustand vor, so
daß die Spule 20 wiederum von der Erdleitung 12 getrennt wird. Gleichzeitig gelangt
das negative Ausgleichsignal an das mit dem Emitter des Treibertransistors 24 verbundene
Ende der Spule 20. Infolgedessen ergibt sich ein schneller Anstieg des Stromes in
der Spule 20 vom Stromwert i56 auf den neuen Stromwert i... Die hohe Impedanz der
Diode 26 bedeutet eine erhebliche Heraufsetzung des für die Zeitkonstante maßgebenden
Widerstandes, so daß sich die Stromänderung wiederum sehr schnell vollzieht. Wegen
der kurzen Dauer des negativen Ausgleichsignals steigt der Strom nicht über den
Stromwert i56 hinaus an.
-
Die negative Ausgleichspannung wirkt in gleicher Weise auf den Emitter,
die Basis und den Kollektor des Treibertransistors 24, so daß dessen Grenzspannungen
nicht überschritten werden. Ferner kann, da die Diode 26 in den nichtleitenden Zustand
vorgespannt wird, kein Strom durch den Treibertransisistor 24 fließen, der dessen
Leistungsgrenze überschreitet. Obwohl ein negatives Ausgleichsignal, etwa die Spitze
100, einen verhältnismäßig starken, kurzzeitigen Stromstoß durch den Transistor
28 zur Folge hat, ist der Betrag dieses Stromstoßes doch durch den Widerstand 38
begrenzt, so daß auch die Leistungsgrenze des Transistors 28 nicht überschritten
wird. Die Transistoren der Schaltung sind mithin durchweg und unter allen Bedingungen
gegen Schaden durch Überlastung gesichert.
-
Ohne Rücksicht auf die jeweils gewählte Folge von Spannungsstufen,
die der Generator 44 erzeugt, bewirken die Ausgleichspannungen eine schnelle Änderung
des Stromes, der durch die von der Spule 20 gebildete induktive Last fließt, vom
einen Stromwert auf einen anderen, wobei nach Abklingen der Ausgleichvorgänge der
Regelteil der Schaltung die neuen Stromwerte durch Gegenkopplung konstant hält.
Mit kurzen Ausgleichsignalen von großer Amplitude können auf diese Weise Stromänderungen
in beträchtlichen Induktivitäten mit sehr großer Geschwindigkeit erreicht werden.
Mit der Schaltung nach der Erfindung ist es gelungen, die zur Änderung des Stromes
eines Phasenschiebers nötige Zeit von 300 auf 10 Mikrosekunden herunterzusetzen.
Dabei betrug die Spitze der Ausgleichspannung 60 Volt. Werden Transistoren verwendet,
die höhere Spannungen und Leistungen aushalten, oder werden Mittel zum Schutz der
Transistoren vorgesehen, so kann man mit Spannungen bis zu 500 Volt arbeiten und
dadurch Stromänderungen in Zeiten bis herunter zu 2 Mikrosekunden bewirken.
-
Zur Vereinfachung der Darstellung ist ein Signalgenerator 44 in Form
eines Schaltarmes 48 und eines Abtastmotors 68 für die zeichnerische Darstellung
gewählt worden. Schaltsignale entsprechend der Kurve 90 können aber auch auf andere
Weise erzeugt werden. Beispielsweise können die von Rechnern nach dem Stellenprinzip
her bekannten Einrichtungen benutzt werden, etwa eine umlaufende Gedächtnistrommel,
auf der Zahlen in binärer Notierung derart gespeichert sind, wie es der gewünschten
Folge von Spannungsstufen auf der Kurve 90 entspricht. Tastköpfe und Verstärker
können dazu dienen, die gespeicherte Folge von der rotierenden Trommel abzunehmen
und einem Konverter zuzuleiten, der die binären Notierungen in Spannungswerte verwandelt,
wie sie in Fig. 3 in Form der Kurve 90 erscheinen. Da derartige Mittel in
der Rechnertechnik allgemein bekannt sind, soll auf ihre Einzelheiten hier nicht
näher eingegangen werden.
-
Die neue Schaltung ist für viele Zwecke verwendbar, beispielsweise
als Treiber einer Vielzahl von Ferrit-Phasenschiebern, wie sie beim Abtasten in
der Radartechnik benutzt werden.