DE1129529B

DE1129529B - Circuit arrangement for generating pulses of alternating polarity

Info

Publication number: DE1129529B
Application number: DEZ8002A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Zima
Original assignee: ZD Y PRUMYSLOVE AUTOMATISACE N
Current assignee: ZD Y PRUMYSLOVE AUTOMATISACE N
Priority date: 1959-06-19
Filing date: 1960-05-11
Publication date: 1962-05-17

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen wechselnder Polarität Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen wechselnder Polarität, welche eine in einem Querzweig mit einer konstanten Spannung gespeiste Brückenschaltung aufweist.Circuit arrangement for generating pulses of alternating polarity The invention relates to a circuit arrangement for generating alternating pulses Polarity, which one fed in a shunt branch with a constant voltage Has bridge circuit.

Für Femmeßzwecke ist es bei der Übertragung der gemessenen Größe mittels Impulsen sehr vorteilhaft, abwechselnd Impulse mit positiver und negativer Polarität zu wählen. Mit Hilfe dieser Impulse wird auf der Empfangsseite ein polarisiertes Relais mit zwei stabilen Lagen gesteuert. Auf diese Weise können praktisch fast sämtlicheFehler ausgeschieden werden, die durch kurzzeitige Störungen in den übertragungswegen bzw. der Speiseeinrichtung oder durch kurzzeitiges Aussetzen der Stromquelle entstehen können.For femme purposes it is used in the transmission of the measured size by means of Pulses very advantageous, alternating pulses with positive and negative polarity to choose. With the help of these impulses a polarized one becomes on the receiving side Relay controlled with two stable positions. This way you can practically almost all errors caused by brief disruptions in the transmission paths are eliminated or the supply device or by briefly interrupting the power source can.

Bei bekanntenAusführungen derartigerSchaltungsanordnungen wird ein Umschaltkontakt verwendet, mit dem zwei Gleichstromquellen entgegengesetzter Polarität abwechselnd an die Leitung geschaltet werden. Es ist auch bereits bekannt, eine Wechselstromquelle zu verwenden, an die nacheinander zwei entgegengesetzt gepolte Gleichrichter geschaltet werden.In known designs of such circuit arrangements, a Changeover contact used with the two direct current sources of opposite polarity are alternately switched to the line. It is also already known one Use an alternating current source to which two oppositely polarized one after the other Rectifiers can be switched.

Es könnte eine Kommutation einer einzigen Gleichstromquelle für einen derartigen Zweck in Betracht gezogen werden, aber der erforderliche Kommutationsumschalter ist bereits wegen der in der Meßtechnik zur Verfügung stehenden geringen Kräfte praktisch nicht ausführbar.There could be a commutation of a single DC power source for one such purpose can be considered, but the required commutation switch is already because of the small forces available in measurement technology practically not feasible.

Da der Umschaltkontakt durch einDrehsystem des Elektrizitätswählers oder des Meßgerätes betätigt wird, ist es offensichtlich, daß, wenn die Meßgenauigkeit nichtwesentlich verschlechtert werden soll, dieser Kontakt mit möglichst niedrigen passiven Momenten arbeiten muß. Dies kannvor allem durch eineDruckverminderung an den Kontakten erzielt werden, das führt jedoch zu einer unzuverlässigen Funktion und kurzen Lebensdauer. Auch Quecksilberschalter geben keine befriedigenden Ergebnisse, da große Anforderungen bezüglich der mechanischen Momente gestellt werden.As the changeover contact is through a rotating system of the electricity selector or the meter is operated, it is obvious that when the measurement accuracy should not be significantly worsened, this contact with the lowest possible passive moments must work. This can mainly be indicated by a pressure reduction the contacts, but this leads to an unreliable function and short lifespan. Mercury switches do not give satisfactory results either, because great demands are made with regard to the mechanical moments.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung vonImpulsen wechselnderPolarität bekannt, die eine aus vier Ventilen aufgebaute Brückenanordnung aufweist, die in ihrem einen Querzweig mit einer konstanten Spannung gespeist wird und an deren anderem Querzweig die Impulse abgenommen werden. Bei der bekannten Schaltung werden die Hauptelemente der Brücke durch vier völlig gleichwertige Elektronenröhren gebildet. In einem Querzweig ist hier ein Widerstand eingeschaltet. Eine derartige Schaltung weist den Nachteil auf, daß sie für Anlagen mit kleinen Leistungen nicht geeignet ist. Für derartige Anlagen kann die bekannte Schaltung wegen des Heizstromverbrauchs nicht verwendet werden. Weiterhin kann mit der bekannten Schaltung keine Kleinstbauweise erzielt werden.It is already a circuit arrangement for generating pulses alternating polarity known, the bridge arrangement composed of four valves has, which is fed with a constant voltage in its one shunt arm and the pulses are picked up at the other branch. With the well-known Circuit are the main elements of the bridge through four completely equivalent electron tubes educated. A resistor is switched on in a shunt branch. Such a one Circuit has the disadvantage that it is not suitable for systems with small powers suitable is. For such systems, the known circuit can because of the heating power consumption Not used. Furthermore, the known circuit cannot be used in a very small construction be achieved.

Es wurde auch eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, bei welcher zwei Gleichstromquellen verwendet werden. Bei dieser Schaltung sind zwei Transistoren des gleichen Typs vorgesehen, die mit ihren Emitter-Kollektor-Bahnen in einen geschlossenen Kreis geschaltet sind, wobei immer zwischen dem Emitter eines Transistors und dem Kollektor des anderen Transistors ein Kupplungswiderstand in Reihe mit einer Gleichstromquelle geschaltet ist. Der Verbindungspunkt zwischen diesem Widerstand und der Stromquelle ist dabei mit der Basis jenes Transistors verbunden, an dessen Emitter das andere Ende des Widerstandes angeschlossen ist.A circuit arrangement has also been proposed in which two DC power sources can be used. There are two transistors in this circuit of the same type provided with their emitter-collector tracks in a closed Circuits are connected, always between the emitter of a transistor and the Collector of the other transistor, a coupling resistor in series with a direct current source is switched. The connection point between this resistor and the power source is connected to the base of that transistor, to whose emitter the other End of the resistor is connected.

Weiterhin ist je eine Ausgangsklemme der Einrichtung mit dem Emitter je eines der Transistoren verbunden. Bei dieser Schaltung ist der Leistungsbedarf erheblich, die Belastung der Transistoren ist ebenfalls groß.Furthermore, there is one output terminal of the device with the emitter each one of the transistors connected. With this circuit is the power requirement considerable, the load on the transistors is also great.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die einmal einen geringstmöglichen Leistungsbedarf hat und die zum anderen eine kleinstmögliche Bauweise erlaubt. Erfindungsgemäß wird ein Paar von je zwei gegeneinander anliegenden Widerstandszweigen der. Brücke von Emitter-Kollektor-Bahnen zweier Transistoren derselben bzw. einer Komplementärtype gebildet. Diese Zweigpaare sind mit ihren Emittern über je einen gemeinsamen Widerstand an eine einen Brükkenzweig bildende Gleichstromquelle angeschlossen, und der den anderen Brückenzweig bildende Belastungsimpulsstromkreis ist mit seinen Klemmen zwischen je zwei miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren unterschiedlichen Typs geschaltet. Weiter ist ein Steuerelement mit einer Klemme an einen Pol der Gleichstromquelle und mit der anderen Klemme an die-Basis eines mit dem gleichen Pol über einen Widerstand verbundenen Transistors angeschlossen, dessen Kollektor über Kopplungswiderstände mit den Basen der Transistoren unterschiedlichenTyps in den gegenüberliegendenZweigen der Brücke verbunden ist. Schließlich sind die verbundenen Kollektoren dieses Transistorpaares über einen Kopplungswiderstand an die Basis des verbleibenden Transistors angeschlossen.The present invention is based on the object of a circuit to create that once has the lowest possible power requirement and that for allows others to use the smallest possible construction. According to the invention a pair of two against each other adjacent resistance branches of the. bridge of emitter-collector tracks of two transistors of the same or a complementary type educated. These pairs of branches share a common resistance with their emitters connected to a direct current source forming a bridge branch, and the the other load pulse circuit forming the bridge branch is with its terminals between two interconnected collectors of the transistors different Type switched. Next is a control with a clamp on one pole of the DC power source and with the other terminal to the-base one with the same Pole connected via a resistor connected transistor, its collector via coupling resistors with the bases of the transistors of different types in connected to the opposite branches of the bridge. After all, the connected Collectors of this pair of transistors via a coupling resistor to the base of the remaining transistor connected.

Das Steuerelement kann. ein Kontakt, ein Potentiometer oder ein kontaktloser elektronischer Geber mit veränderlicher Stromabnahme, beispielsweise ein Transistoroszillator, sein.The control can. a contact, a potentiometer or a contactless one electronic transmitter with variable current consumption, for example a transistor oscillator, be.

Es kann vorteilhaft sein, daß zwischen dem Kollektor des Transistors, dessen Basis an das Steuerelement angeschlossen ist, und der Ausgangsklemme, über welche der Kollektor dieses Transistors vom Ergänzungstyp verbunden ist, ein Regelwiderstand zur Einstellung der Symmetrie des Ausgangsstromes für beide Polaritäten vorgesehen ist.It can be advantageous that between the collector of the transistor, whose base is connected to the control element, and the output terminal, via which is connected to the collector of this complementary type transistor, a variable resistor intended to adjust the symmetry of the output current for both polarities is.

In der Zeichnung ist schematisch eine Schaltung gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, a circuit according to the invention is schematically shown.

Im erfindungsgemäßen Stromkreis wird bloß eine einzige Gleichstromquelle benutzt, mittels welcher eine von vier Transistoren T l, T 2, T 3, T 4 mit Ausgang im mittleren Zweig gebildete Brücke gespeist wird. Die Transistoren sind derart angeordnet, daß ein Paar der anliegenden Zweige von Transistoren T1, T2 derselben Type gebildet wird, deren Emitter mit gemeinsamem Punkt a über einen Kopplungswiderstand R 1 an einen Pol der Quelle geschaltet sind, wohingegen das andere Paar der anliegenden Zweige von den Transistoren T3, T4 derselben, jedoch mit Rücksicht auf das erste Paar der Ergänzungstype gebildet wird, und der Emitter mit gemeinsamem Punkt d über einen Kopplungswiderstand R 6 an den anderen Pol der Quelle geschaltet sind. Das Steuerelement S, welches mit dem Widerstand R 10 einen Spannungsteiler bildet, ist im Punkt e an die Basis des Transistors T 1 angeschlossen, dessen Kollektor b über die Teiler R 2, R 3, R 4, R 5 eine Kopplung mit der Basis der Transistoren T2 -und T3 besitzt. Von den verbundenen Kollektoren der Transistoren T 2 und T3 ist im Punkt c über den Teiler R 7, R 8 die Kopplung an die Basis des Transistors T4 durchgeführt. Der Ausgang V ist an den Punkt c sowie den Punkt b' angeschlossen, welch letzterer direkt mit dem Kollektor des Transistors T4 und über einen Regulierausgleichswiderstand R 9 mit dem Punkt b, d. i. mit dem Kollektor des Transistors T 1 verbunden ist.In the circuit according to the invention, only a single direct current source is used, by means of which a bridge formed by four transistors T 1, T 2, T 3, T 4 with an output in the middle branch is fed. The transistors are arranged in such a way that a pair of the adjacent branches of transistors T1, T2 of the same type is formed, the emitters of which are connected to a common point a via a coupling resistor R 1 to one pole of the source, whereas the other pair of adjacent branches of the Transistors T3, T4 of the same, but with regard to the first pair of the complementary type, and the emitter with common point d are connected via a coupling resistor R 6 to the other pole of the source. The control element S, which forms a voltage divider with the resistor R 10, is connected at point e to the base of the transistor T 1 , the collector b of which is coupled to the base of the via the dividers R 2, R 3, R 4, R 5 Has transistors T2 and T3. From the connected collectors of the transistors T 2 and T3, the coupling to the base of the transistor T4 is carried out at point c via the divider R 7, R 8. The output V is connected to point c and point b ', the latter being connected directly to the collector of transistor T4 and via a regulating compensation resistor R 9 to point b, ie to the collector of transistor T 1.

Die Einrichtung wird vermittels Steuerelements S, welches z. B. ein Kontakt, ein Potentiometer oder ein i kontaktloser elektronischer Geber mit veränderlicher Stromabnahme sein kann, gesteuert. Dieses Element kann an den Stromkreis angeschlossen werden, und zwar auf die in der Abbildung angedeutete Weise, oder aber es kann gegenseitig mit dem WiderstandR 10 umgetauscht werden. Die Abbildung veranschaulicht ein vereinfachtes Schema des Stromkreises.The device is by means of control S, which z. B. a contact, a potentiometer or a contactless electronic transmitter with variable current consumption can be controlled. This element can be connected to the circuit in the manner indicated in the figure, or it can be exchanged for the resistor R 10. The figure illustrates a simplified schematic of the circuit.

Der erfindungsgemäßeTransistorkippschalterstromkreis arbeitet folgendermaßen: In jenerArbeitslage, in welcher dasSteuerelementS einen kleinen Widerstand besitzt, befindet sich die Basis des Transistors T1 mit Rücksicht auf den Emitter auf einem positiven Potential. Dadurch wird der Basisstrom unterdrückt, so daß sich der Transistor T1 in leitungslosem Zustand befindet, und Punkt b hat gegenüber Punkt a eine bedeutende negative Spannung. Diese Spannung ruft einesteils über den Teiler R 3, R 2 Strom in der Basis des Transistors T 2 hervor, wodurch derselbe in Leitzustand übergeht, anderenteils schließt sie über denTeilerR4, R5 den Stromkreis der Basis des Transistors T3, so daß dieser Transistor nicht leitet. Deshalb gewinnt Punkt c ein positives Potential mit Rücksicht auf Punkt d, und die positive Spannung öffnet infolge des Basisstroms über den Teiler RS, R 7 den Transistor T 4. Dadurch öffnet sich der Weg für den Strom über die Transistoren T 2 und T 4, und durch die Ausgangsklemmen V fließt Strom von c zu b'. The transistor toggle switch circuit according to the invention works as follows: In that working position in which the control element S has a small resistance, the base of the transistor T1 is at a positive potential with regard to the emitter. As a result, the base current is suppressed, so that the transistor T1 is in the conductionless state, and point b has a significant negative voltage compared to point a. This voltage causes a current in the base of the transistor T 2 via the divider R 3, R 2, whereby the same goes into the conductive state, on the other hand it closes the circuit of the base of the transistor T3 via the divider R4, R5 so that this transistor does not conduct. Therefore point c gains a positive potential with regard to point d, and the positive voltage opens the transistor T 4 as a result of the base current via the divider RS, R 7. This opens the path for the current via the transistors T 2 and T 4, and through the output terminals V , current flows from c to b '.

In der zweiten Arbeitslage des Steuerelements S, in welcher sein Widerstand erhöht wird, gewinnt Punkte gegenüber Punkt a eine negative Spannung. Durch den im Basenstromkreis entstandenen Strom wird der Transistor T 1 geöffnet, und die Spannung in den Punkten a, b sinkt auf einen sehr kleinen Wert. Die Basis des Transistors T2 erhält mit Rücksicht auf den Emitter ein positives Potential, wodurch der Transistor T2 geschlossen wird. Gleichzeitig aber erscheint auf der Basis des Transistors T3 eine bedeutende positive Spannung, so daß dieser Transistor ebenfalls wie der Transistor T 1 in Leitzustand übergeht, infolge Spannungsabnahme zwischen den Punkten c, d wird die Basis des Transistors T4 negativ, und der Transistor wird geschlossen. In diesem Zustand fließt der Strom über die Transistoren T 1 und T3, so daß durch den Ausgang V nunmehr Strom in entgegengesetzter Richtung fließt, d. h. von b' zu c.In the second working position of the control element S, in which its resistance is increased, points compared to point a gain a negative voltage. The current generated in the base circuit opens the transistor T 1 and the voltage at points a, b drops to a very small value. The base of the transistor T2 receives a positive potential with regard to the emitter, whereby the transistor T2 is closed. At the same time, however, a significant positive voltage appears on the base of transistor T3, so that this transistor, like transistor T 1, goes into the conductive state, as a result of the decrease in voltage between points c, d, the base of transistor T4 becomes negative and the transistor is closed. In this state, the current flows through the transistors T 1 and T3, so that current now flows through the output V in the opposite direction, ie from b 'to c.

Auf den Widerständen R 1 und R 6 entsteht eine dazu notwendige Spannung, damit die Potentiale auf den Basen der entsprechenden Transistoren auf Werte einer solchen Polarität übergehen, wo der Strom des Basenstromkreises gänzlich unterdrückt und dadurch der Strom im Kollektorstromkreis geschlossen wird. Durch den Widerstand R 10 wird der Arbeitspunkt des Steuerelements S eingestellt. Mit Rücksicht auf die unsymmetrische Anordnung der Brücke ist der Strom über T 1 und T 3 immer etwas größer als der Strom T 2 und T4. Damit eine Symmetrie beider Ausgangsströme erzielt wird, wird zwischen den Punkten b, b' ein Widerstand R 9 angeordnet, vermittels welchem diese Ausgleichung durchgeführt wird.A voltage necessary for this is created on the resistors R 1 and R 6 so that the potentials on the bases of the corresponding transistors change to values of such a polarity that the current of the base circuit is completely suppressed and the current in the collector circuit is thereby closed. The operating point of the control element S is set by the resistor R 10. With regard to the asymmetrical arrangement of the bridge, the current through T 1 and T 3 is always slightly larger than the current T 2 and T4. In order to achieve symmetry of the two output currents, a resistor R 9 is arranged between points b, b ' , by means of which this compensation is carried out.

Der Stromkreis wird über einen Gleichrichter in Graetz-Schaltung gespeist, so daß die Speisung bei höherer Spannung entweder über einen Vorschaltwiderstand oder einenKondensator durchgeführtwerden kann. Die Verringerung der Dimensionen und besonders die Beseitigung des magnetischen Feldes des Transformators ermöglicht die Montage dieses Stromkreises direkt in die Meßgeräte, z. B. Elektrizitätszähler. Desgleichen ist auch die energetische Bilanz mit Rücksicht auf das bessere Verhältnis der Ausgangsleistung zur Gesamtscheinleistung des Stromkreises günstig. Trotzdem es sich hier um Werte, deren Größe je einige Watt beträgt, handelt, ist die gesamte Verringerung der Scheinleistung von großem Vorteil, da die Einrichtungen, bei welchen ein solcher Stromkreis am meisten in Betracht kommt, gemäß den gültigen Vorschriften gegen jedweden Eingriff von außen voll gesichert sein müssen und dazu noch meistens bei staubdichten Ausführungen, so daß die Wärmeableitung vermittels Lüftung ein nur schwer lösbares Problem wird.The circuit is fed via a rectifier in a Graetz circuit, so that the supply at higher voltage either via a series resistor or a capacitor. The reduction in dimensions and in particular enables the elimination of the magnetic field of the transformer the assembly of this circuit directly into the measuring devices, e.g. B. Electricity meter. The same is also true of the energetic balance with regard to the better relationship the Output power is favorable for the total apparent power of the circuit. Even so, these are values whose size is a few watts each the overall reduction in apparent power is of great advantage, since the facilities in which such a circuit is most suitable, according to the valid ones Regulations must be fully secured against any interference from the outside and in addition still mostly with dust-tight designs, so that the heat dissipation mediates Ventilation becomes a problem that is difficult to solve.

Aus der Schaltung geht hervor, daß diese Stromkreise in jenen Fällen benutzt werden können, wo bloß eine Gleichstromspeisespannung zur Verfügung steht, was bei den früheren Stromkreisen unmöglich war.From the circuit it can be seen that these circuits are in those cases can be used where only a direct current supply voltage is available, which was impossible with the earlier circuits.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for generating pulses of alternating polarity, which has a bridge circuit fed with a constant voltage in a shunt arm, in the other shunt arm of which a load pulse circuit is connected, characterized in that a pair of two opposing resistance arms of the bridge emitter Collector tracks of two transistors (T1, T2) of the same or a complementary type (T3, T4) form that these branch pairs are connected with their emitters via a common resistor (R 1, R 6) to a direct current source forming a bridge cross-branch, and the load pulse circuit forming the other bridge branch is connected with its terminals (V) between two interconnected collectors of the transistors (T 1, T 4 or T 2, T 3) of a complementary type, that further a control element (S) with a terminal on one pole of the DC power source and with the other terminal to the base of one with the same pole via a resistor (R 1) connected transistor (T 1), whose collector is connected via coupling resistors to the bases of the transistors (T2, T3) of different types in the opposite branches of the bridge, and that finally the connected collectors this pair of transistors (T2, T3) are connected to the base of the remaining transistor (T4) via a coupling resistor (R 8).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that between the collector of the transistor (T1), the base of which is connected to the control element (S), and the output terminal (b '), via which the collector of said transistor (T1) with the collector of the transistor (T4) of the supplementary type is connected, a variable resistor (R 9) provided for the purpose of adjusting the symmetry of the output current for both polarities is. Documents considered: German Patent No. 956 054; Czechoslovak Patent No. 90,761.