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Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Impulsen bestimmter Breite aus
Impulsen beliebiger Breite 1s ist bereits bekannt, als Impulsverstärker oder als
Impulserzeuger einen mit einem Magnetkern gekoppelten Transistor zu verwenden. Derartige,
aus der Kombination eines Magnetkernes und eines Transistors bestehende Schaltungsanordnungen
finden bereits vielfältige Anwendung in logischen Schaltungen, Schieberegistern,
Taktgebern und als Impulsstromverstärker. Weiterhin ist es bekannt, zur Erzielung
eines hohen Verstärkungsfaktors den vom Transistor (#clieferten Stromimpuls über
eine Magnetkernwicklune so auf die Emitter-Basis-Strecke des Transistors zurückzukoppeln,
daß der Eingangsimpuls nur mehr den Ummagnetisierungsvorgang auslösen muß, während
die vollständige Ummagnetisierung des Magnetkernes durch den Rückkopplungsstrom
erfolgt.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen die beiden gebräuchlichsten Grundschaltungen
für Anordnungen zur Erzeugung von Impulsen hoher Leistung mit definierter Form und
Dauer der Impulse. Beide Schaltungen benötigen - abgesehen von eventuellen, in diesen
Fällen nicht dargestellten Rückkopplungswicklungen - zwei Ansteuerwicklungen und
eine Ausgangswicklung. Die Anordnung nach Fig. 1 ist weniger aufwendig, da sie außer
dem Magnetkern M und dem Transistor T2 nur noch den Richtleiter D und den Steuertransistor
7'1 benötigt. Solange der Transistor T 1 gesperrt ist, Ilicßt über den Richtleiter
D und die damit verbundene Magnetkernwicklung ein Strom, der den Magnetkern Min
der einen Remananzlage festhält. Erst wenn der Transistor T 1 durchlässig
gesteuert wird, Iließt über die zweite Magnetkernwicklung ein Strom, der den Magnetkern
nunmehr von der sogenannten »Null«-Lage in die »Eins«-Lage ummagnetisiert und dabei
in der Ausgangswicklung eine Spannung induziert, die den Transistor 7'2 durchlässig
steuert und die Abgabe eines Impulses am Ausgang A der Anordnung bewirkt. Diese
Schaltungsanordnung läßt sich aber nur begrenzt anwenden, da die Windungszahlen
für einen bestimmten Magnetkern hier allein durch die Spannung und die Dauer der
Ausgangsimpulse bestimmt werden. Diese Proportionalität zwischen Windungszahl und
Impulsdauer erfordert bei kürzeren Impulszeiten zunehmende Eingangsleistungen. Dieser
Nachteil entfällt beider Schaltungsanordnung nach Fig.2, bei der an die Stelle des
Richtleiters D ein zweiter Transistor T 4 tritt. Außer diesen zusätzlichen,
dritten Transistor T4 benötigt die Schaltungsanordnung, je nach Anwendungsfall,
einen zusätzlichen Inverter.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für derartige
Schaltungsanordnungen zum Erzeugen von Impulsen bestimmter Breite aus Impulsen beliebiger
Breite zu reduzieren. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die mit dem
zur Verstärkung dienenden Transistor verbundene Ausgangswicklung gleichzeitig als
Vormagnetisierungswicklung dient. Diese Wicklung ist dabei zweckmäßigerweise an
Emitter und Basis des Transistors angeschlossen. Emitter und Basis des Transistors
können außerdem, gegebenenfalls über die Ausgangswicklung, mit einer Quelle festen
Potentials verbunden sein. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung weist gegenüber
den bekannten Schaltungsanordnungen den Vorteil auf, daß der Magnetkern, abgesehen
von Rückkopplungswicklungen, nur mehr mit zwei Wicklungen zu versehen ist. Außerdem
werden weder Richtleiter noch zusätzliche Transistoren zur Steuerung der Vormagnetisierung
des Magnetkernes benötigt. Sie läßt sich außerdem besonders günstig zur Erzeugung
von bipolaren Impulsen verwenden. Dies wird dadurch erreicht, daß ein zweiter, komplementärer
Transistor vorgesehen ist, der mit Emitter und Basis an die beiden Enden der Ummagnetisierungswicklung
und mit seinem Kollektor an den Kollektor des ersten Transistors angeschlossen ist.
Auch bei dieser Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung werden
keine weiteren Wicklungen auf dem Magnetkern benötigt.
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Es ist nicht zwingend, daß jeweils ein Magnetkern mit einem oder,
zur Erzeugung bipolarer Impulse,
mit zwei Transistoren verbunden
ist, vielmehr besteht auch die Möglichkeit, die Ausgangswicklungen mehrerer Magnetkerne,
z. B. zur Erfüllung logischer Bedingungen, mit ein und demselben Transistor zu verbinden.
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An Hand der Fig. 3, 4 und 5 werden die Wirkungsweise sowie Ausführungsbeispiele
der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung näher erläutert.
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Fig.3 zeigt eine Schaltungsanordnung, die im wesentlichen aus dem
Magnetkern M mit den Wicklungen W 1 und W 2 sowie dem
Transistor T 7 besteht. Zur Steuerung der Ummagnetisierung des Magnetkernes
ist ein weiterer Transistor T6 vorgesehen, der aber nicht zwingend notwendig ist.
Die Ummagnetisierung des Magnetkernes M mit Hilfe der Wicklung W 1 kann ebenso
gut von einem anderen Schaltorgan bewirkt werden. Die Wicklung W 2 des Magnetkernes
M ist mit ihren beiden Enden an Emitter und Basis des Transistors T7 angeschlossen.
Da die Ausgangswicklung W 2 des Magnetkernes M gleichzeitig
als Vormagnetisierungswicklung dienen soll, ist die Basis des Transistors T7 außerdem
noch über den Widerstand R 1 mit der festen Spannungsquelle - U
1
verbunden.
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Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Der Transistor T
6 sei zunächst gesperrt. Der Magnetkern Mist in diesem Schaltzustand durch
einen Strom über die Wicklung W 2 dauernd erregt und befindet sich in der
Remanenzlage »Null«. Mit dem Durchschalten des Transistors T6 wird der Magnetkern
M in die Remanenzlage »Eins« gesetzt, vorausgesetzt, daß die Erregung der Wicklung
W 1 die Dauererregung über die Wicklung W 2 überkompensiert. Der Strom
über die Wicklung W 1 muß also nicht nur so groß sein, daß er das von der Wicklung
W 2
im Magnetkern M3 erzeugte Magnetfeld kompensiert, sondern er muß
darüber hinaus auch noch ausreichen, den Magnetkern Min die Remanenzlage »Eins«
umzumagnetisieren. Nach Abschalten des Transistors T6, d. h. nach Unterbrechen des
Stromflusses über die Wicklung W 1, kehrt der Magnetkern M zwangläufig wieder
in- seine Ausgangslage, die Remanenzlage »Null«, zurück. Dabei entsteht am Punkt
P der Schaltungsanordnung, d. h. an der Basis des Transistors T7 ein negatives Potential,
so daß der Transistor T7 ausgesteuert wird. Über dessen Emitter-Basis-Strecke wird
das Potential im Punkt P auf den Wert UEB begrenzt. Diese Begrenzung erzwingt eine
verlängerte Schaltzeit des Kernes und somit einen Ausgangsimpuls bestimmter Dauer.
Durch Anlegen einer Vorspannung an die Wicklung W 2 läßt sich die Impulsdauer in
Grenzen variieren.
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Eine ähnliche Schaltungsanordnung zeigt die Fig. 4. Sie unterscheidet
sich von der Anordnung nach Fig. 3 dadurch, daß die beiden Wicklungen
W 1 und W 2
des Magnetkernes M den gleichen Wicklungssinn haben
und der Widerstand R 2 nicht an die feste Spannungsquelle - U 1, sondern
an eine feste Spannung -f- U 1 angeschlossen ist. Dadurch unterscheidet sich
auch die Wirkungsweise der Anordnung von der der Fig. 3. Der Ausgangsimpuls, der
am Punkt A der Schaltungsanordnung abgegeben wird, wird hierbei nämlich durch eine
negative Impulsflanke ausgelöst. Der Magnetkern M wird, ähnlich wie im Beispiel
der Fig. 3, durch einen Dauerstrom von der Spannungsquelle + U 1 über den Widerstand
R 2, den Punkt P, die Wicklung W 2 zum Masseanschluß dauernd erregt und damit
in der Remanenzlage »Null« gehalten. Mit dem Durchlässigsteuern des Transistors
T8 durch eine geeignete Spannung am Punkt E der Schaltungsanordnung wird der Magnetkern
M von der Remanenzlage »Null« in die Remanenzlage »Eins« ummagnetisiert. Die Wicklung
W 2 ist dabei so gepolt, daß mit dem Ummagnetisieren des Magnetkernes M in die Remanenzlage
»Eins« am Punkt P ein negatives Potential entsteht, welches den Transistor T9 durchlässig
steuert. Wie im Fall der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wird das Potential am Punkt
P auf den Wert UEB begrenzt und damit ein Ausgangsimpuls definierter Dauer erzwungen.
Mit dem Abschalten, d. h. dem Sperren des Transistors T8 kehrt der Magnetkern M
durch die Dauererregung über die Wicklung W 2 in die Remanen"zlage »Null« zurück.
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Die beiden in Fig. 3 und 4 dargestellten Schaltungsanordnungen lassen
sich sowohl mit pnp- als auch mit npn-Transistoren aufbauen.
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Fig.5 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung, die zur Erzeugung von bipolaren Impulsen dient. Dazu ist ein
zweiter, komplementärer Transistor T12 vorgesehen, der mit Emitter und Basis
an die beiden Enden der Ummagnetisierungswicklung W 1 und mit seinem Kollektor
an den Kollektor des Transistors T 11 angeschlossen ist. Der Aufbau der Schaltungsanordnung
nach Fig. 5 ist hinsichtlich der Schaltung des Transistors T10, des Magnetkernes
M und des Transistors T 11 mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 3
identisch.
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Diese Anordnung arbeitet wie folgt: Der Magnetkern M wird, wie im
Beispiel der Fig. 3, über die Dauererregung der Wicklung W 2 zunächst in
der Remanenzlage »Null« gehalten. Mit dem Durchschalten, d. h. dem Durchlässigsteuern
des Transistors T10 wird die Dauererregung mit Hilfe der Wicklung W 1 überkompensiert,
so daß der Magnetkern M in die Remanenzlage »Eins« fällt. Dabei wird die Basis des
Transistors T12 positiv gegenüber dem Emitter bzw. der Spannung - U 1, so
daß der Transistor T12 während der Umschaltdauer des Magnetkernes M ausgesteuert
wird und einen negativen Ausgangsimpuls an der Klemme A erzeugt. Mit dem Abschalten
des Transistors T10 fällt der Magnetkern M infolge der Dauererregung über die Wicklung
W 2 wieder in die Remanenzlage »Null« zurück. Dabei wird die Basis des Transistors
T 11 negativ gegenüber dem Emitter bzw. der Spannung +U2,
so daß der
Transistor T11 ausgesteuert wird. Der Transistor T 11 erzeugt dadurch
einen positiven Ausgangsimpuls an der Klemme A. Wie bei den Schaltungsanordnungen
nach Fig. 3 und 4 werden beim Ummagnetisieren des Magnetkernes M die Spannungen
an der Basis der Transistoren T 11 und T12 begrenzt und damit eine definierte
Dauer der Ausgangsimpulse erzwungen.