DE1144339B - Pulse delay switching element - Google Patents
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Description
Impulsverzögerungs-Schaltelement Die Erfindung betrifft ein Impulsverzögerungs-Schahelement mit einem mindestens eine Eingangs-und Ausgangswicklung aufweisenden magnetischen Kern mit rechteckförmiger Hysteresiskurve.Pulse Delay Switching Element The invention relates to a pulse delay switching element with a magnetic having at least one input and output winding Core with a rectangular hysteresis curve.
Es sind Einrichtungen zur Erzeugung einer gegenüber einer Synchronisierimpulsfolge verzögerten Impulsfolge bekanntgeworden, in denen Magnetkerne mit rechteckförmiger Hysteresiskurve und auf die die Eingangs- und Ausgangswicklungen aufgebracht sind, Verwendung finden. Derartige Einrichtungen arbeiten wegen der verhältnismäßig komplizierten elektrischen Steuerung, der hohen Verluste im Stromkreis und ungeregelter Magnetkerneigenschaften nicht gleichmäßig.There are devices for generating a synchronizing pulse sequence compared to a delayed pulse train became known in which magnetic cores with rectangular Hysteresis curve and on which the input and output windings are applied, Find use. Such facilities work because of the relatively complicated electrical control, the high losses in the circuit and unregulated magnetic core properties not even.
Ziel der Erfindung ist eine verbesserte, mit Magnetkernen arbeitende Verzögerungsschaltung, die von einer elektrischen Speisequelle mit periodischer Rechteckspannung und von Transistoren und einem Magnetkern gesteuert wird.The aim of the invention is an improved, working with magnetic cores Delay circuit generated by an electrical supply source with periodic Square wave voltage and is controlled by transistors and a magnetic core.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Eingangskreis und einen Steuerkreis mit je einem Transistor, ,der mit einer periodischen rechteckförmigen Spannung gespeist wird, durch im Eingangskreis. auf den Kern aufgebrachte Wicklungen, deren eine über Basis und Emitter des Transistors und deren andere zwischen Eingangsklemme und Kollektor des Transistors gelegt ist, durch im Steuerkreis auf den Kern aufgebrachte Wicklungen, deren eine zwischen den Kollektor des Transistors und die Klemme, deren andere über Emitter und Basis des Transistors und deren dritte über einen Gleichrichter an die Ausgangsklemmen geschaltet ist, sowie durch den Kern mit so schmaler Hysteresiskurve, daß geordnete und ungeordnete Impulsserien einer elektrischen Eingangsspannung verzögert werden, die mit der elektrischen Speisefrequenz in bezug auf Halbperioden oder ein Vielfaches von Halbperioden der elektrischen Speisequelle synchronisiert ist.The invention is characterized by an input circuit and a Control circuit with one transistor each, that with a periodic rectangular Voltage is fed through in the input circuit. windings applied to the core, one across the base and emitter of the transistor and the other between the input terminal and collector of the transistor is placed by applied to the core in the control circuit Windings, one of which is between the collector of the transistor and the terminal of which others via the emitter and base of the transistor and the third via a rectifier is connected to the output terminals, as well as through the core with such a narrow hysteresis curve, that ordered and disordered pulse series delayed an electrical input voltage be that with the electrical supply frequency in terms of half-cycles or a Multiples of half periods of the electrical supply source is synchronized.
Mit einer derartigen erfindungsgemäß; n Anordnung läßt sich der elektrische Energieverbrauch klein halten, da die Hysteresisverluste in die Eisenverluste im Magnetkern umgewandelt werden. Ferner wird damit auch erreicht, daß geordnete Magnetkerneigenschaften erzielt werden.With such a device according to the invention; n arrangement can be the electrical Keep energy consumption low, since the hysteresis losses in the iron losses in the Magnetic core are converted. It is also achieved that ordered magnetic core properties be achieved.
Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.Details emerge from the following description of exemplary embodiments in connection with the drawing.
Fi.g. 1 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der Erfindung; Fig. 2 zeigt die Hys-tere.sisschleife des Magnekernes: Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fing. 4 und 5 zeigen den magnetischen Verzögerungskreis, den man jeweils mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schaltelementes erhält.Fi.g. 1 shows the circuit diagram of an embodiment of the invention; Fig. 2 shows the hystere.sis loop of the magnetic core: Fig. 3 shows the circuit diagram another embodiment of the invention; Fing. 4 and 5 show the magnetic Delay circuit, which you can each with the help of the switching element according to the invention receives.
Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß der Magnetkern 1 die in Fig.2 gezeigte rechteckförmige Hysteresisschleife hat und daß auf diesen Kern die Wicklungen 21, 22, 23, 24 und 25 aufgebracht sind.It can be seen from Fig. 1 that the magnetic core 1 is the one shown in Fig.2 rectangular hysteresis loop and that on this core the windings 21, 22, 23, 24 and 25 are applied.
Die Wicklung 21 dient zusammen mit dem Transistor 31 als Eingangskreis, während die Wicklung 23 mit dem Gleichrichter 8 als Steuerkreis dient. Die mit der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 31 im Eingangskreis verbundene Wicklung 22 vermindert den Widerstand im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 31 durch die beim Wechseln des Magnetflusses im Kern von positiven zum negativen Sättigungswert induzierte elektromotorische Kraft und erhöht den Widerstand im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 31, sobald der Magnetfluß vom negativen zum positiven Sättigungswert wechselt.The winding 21 serves together with the transistor 31 as an input circuit, while the winding 23 with the rectifier 8 serves as a control circuit. The one with the Base-emitter path of the transistor 31 in the input circuit connected winding 22 reduces the resistance in the emitter-collector circuit of the transistor 31 by the when changing the magnetic flux in the core from positive to negative saturation value induced electromotive force and increases the resistance in the emitter-collector circuit of transistor 31 as soon as the magnetic flux from negative to positive saturation value changes.
Die mit der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 32 im Steuerkreis verbundene Wicklung 24 vermindert den Widerstand im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 32 beim Wechseln des Magnetflusses im Kern 1 vom negativen auf den positiven Sättigungswert und erhöht den Widerstand, sobald der vorerwähnte Magnetfluß vom positiven auf den negativen Sättigungswert geändert wird.The one with the base-emitter path of transistor 32 in the control circuit connected winding 24 reduces the resistance in the emitter-collector circuit of the Transistor 32 when changing the magnetic flux in core 1 from negative to positive Saturation value and increases the resistance as soon as the aforementioned magnetic flux from positive is changed to the negative saturation value.
Zunächst soll nun die Wirkungsweise des Eingangskreises erläutert werden. Wenn ein Impuls mit der in Fig. 1 gezeigten Polarität an die Eingangsklemmen 41 und 42 gelegt wird; um eine Ummagnetisserung des Kernes vom positiven auf den negativen Sättigungswert zu bewirken, so fließt zunächst ein kleiner Strom durch die Wicklung 21. Auf Grund dieser magnetischen I-lußänderuing fließt der Strom dann durch die Wicklung 22 und den Eihitter-Basis-Kreis des Transistors 31. Infolgedessen erscheint - wobei ein schneller Widerstandsabfall im Emitter-Kollektor-Kreis verursacht wird - der größte Teil der Eingangsimpulse auf der Wicklung 21, und falls der Eingangsimpuls groß genug ist, wird der Magnetfluß schnell vom posttiven auf den negativen Sättigungswert geändert.First of all, the mode of operation of the input circuit will now be explained will. When a pulse with the in Fig. 1 indicated polarity the input terminals 41 and 42 is applied; around a magnetic reversal of the core from To bring about a positive to the negative saturation value, a smaller one flows first Current flows through winding 21. Due to this magnetic I-lußänderuing flows the current then through the winding 22 and the single-base circuit of the transistor 31. As a result, there appears to be a rapid drop in resistance in the emitter-collector circuit - most of the input pulses on winding 21, and if so the input pulse is large enough, the magnetic flux is quickly raised from the positive changed the negative saturation value.
Nach der Ummagnerisierung des. Kernes ändert sich der magnetische Fluß nicht mehr, und die elektromotorische Kraft in der Wicklung 22 verschwindet dann, so daß der Widerstand im Transistor 31 zunimmt und der durch den Eingangskreis fließende Strom wieder einen kleinen Wert annimmt. Mit anderen Worten: Man sieht, daß die notwendige Eingangsenergie gerade ausreicht, um eine Flußänderung vom positiven auf den negativen Sättigungswert zu bewirken.After the re-magnetization of the core, the magnetic one changes No more flow and the electromotive force in the winding 22 disappears then, so that the resistance in transistor 31 increases and that through the input circuit flowing current again assumes a small value. In other words: you can see that the necessary input energy is just enough to change the flux from the positive to cause the negative saturation value.
Während der Ummagnetisierung des Kernes erscheint wegen der Unterbrechung durch den Gleichrichter 8 die in der Wicklung 25 induzierte elektromotorische Kraft nicht an den Ausgangsklemmen. Zur gleichen Zeit wird im Steuerkreis die in der Wicklung 24 induzierte elektromotorische Kraft an den Emitter-Basis-Kreis des Transistors 32 in der entgegengesetzten Richtung angelegt, so daß der Widerstand im Transistor 32 vermindert wird; andernfalls wird der Widerstand des Steuerkreises äußerst erhöht, so daß die Ummagnetisierung des Kernes durch den Eingangsimpuls wegen des Vorhandenseins dieses Steuerkreises nicht unterbrochen wird.During the magnetization reversal of the core appears because of the interruption the electromotive force induced in the winding 25 by the rectifier 8 not at the output terminals. At the same time, the control circuit becomes the one in the winding 24 induced electromotive force on the emitter-base circuit of the transistor 32 is applied in the opposite direction, so that the resistance in the transistor 32 is decreased; otherwise the resistance of the control circuit will be extremely increased, so that the magnetization reversal of the core by the input pulse because of the presence this control circuit is not interrupted.
Als nächstes sei nun die Wirkungsweise des Steuerkreises erläutert. Die Halbwelle, z. B. ein Impuls oder eine Rechteckwelle öd. dgl:; wird mit der in Fig. 1 gezeigten Polarität an die Klemmen 43 und 44 des Steuerkreises angelegt. In der nachfolgenden Beschreibung wird diese Halbwelle als Steuerspannung bezeichnet.The mode of operation of the control circuit will now be explained next. The half-wave, e.g. B. a pulse or a square wave öd. like :; with the in 1 applied to the terminals 43 and 44 of the control circuit. In the following description, this half-wave is referred to as the control voltage.
Falls der Kern auf den positiven Sättigungszustand, und zwar vor Anlegung der Steuerspannung, magnetisiert worden ist, so wird der Widerstand im Transistor 32 nicht herabgesetzt, und nur ein kleiner Strom fließt im Steuerkreis, weil der Magnetfluß des Kernes nicht mehr geändert wird. Falls jedoch der Kern auf den negativen Sättigungszustand, und zwar ebenfalls vor der Anlegung der Steuerspannung, magnetisiert worden ist, so fließt zunächst ein kleiner Strom durch die Wicklung 23, und die elektromotorische Kraft wird in der Wicklung 24 durch die positive Mägnetflußänderung induziert, so daß der Widerstand im Transistor 32 herabgesetzt wird und der größte Teil der Steuerspannung an der Wicklung 23 erscheint. Schließlich wird der Kern auf den positiven Sättigungszustand oder wert ummagnetisiert.If the nucleus is on the positive saturation state, before application the control voltage, has been magnetized, so the resistance in the transistor 32 is not reduced, and only a small current flows in the control circuit because of the Magnetic flux of the core is no longer changed. If, however, the gist of the negative Saturation state, also magnetized before the control voltage is applied has been, first a small current flows through the winding 23, and the electromotive force is generated in the winding 24 by the positive change in magnetic flux induced, so that the resistance in transistor 32 is decreased and the greatest Part of the control voltage appears on winding 23. Finally becomes the core magnetized to the positive saturation state or value.
Nach dieser Ummagnetisierung des Kernes verschwindet die elektromotorische Kraft in der Wicklung 24, so daß der Widerstand im Transistor 32 erhöht und der Strom durch diesen Kreis wieder vermindert wird.After this reversal of magnetization of the core, the electromotive force disappears Force in winding 24, so that the resistance in transistor 32 increases and the Current through this circuit is reduced again.
Zu diesem Zeitpunkt kann die in der Ausgangswicklung 25 induzierte elektromotorische Kraft über den Gleichrichter 8 an den Ausgangsklemmen abgenommen werden. Zur gleichen Zeit ändert sich der Magnetfluß vom negativen auf den positiven Sättigungswert, und durch die in der Wicklung 22 induzierte elektromotorische Kraft wird dann der Widerstand im Transistor 31 so erhöht, daß der Steuervorgang nur wenig durch das Vorhandensein des Eingangskreises beeinflußt wird.At this time, the induced in the output winding 25 can electromotive force removed via the rectifier 8 at the output terminals will. At the same time, the magnetic flux changes from negative to positive Saturation value, and by the electromotive force induced in the winding 22 the resistance in transistor 31 is then increased so that the control process is only slightly is influenced by the presence of the input circuit.
Aus diesem Grunde braucht im Stromkreis der Fig. 1 während des Registrierens oder Ablesens der Information durch den Eingangsimpuls oder die Steuerspannung die gegenseitige Wirkung zwischen den Eingangs- und den Steuerkreisen oder den Eingangs- und den Ausgangskreisen nicht weiter in Betracht gezogen zu werden.For this reason, needs in the circuit of FIG. 1 during registration or reading the information through the input pulse or the control voltage mutual effect between the input and the control circuits or the input and the starting circles not to be considered further.
Des weiteren braucht die für den Eingangskreis und den Steuerkreis erforderliche Energie nur für die Ummagnetisierung des Kernes auszureichen, so daß keine hohe Energie benötigt wird. Der Energieverlust am Widerstand im Stromkreis ist also kleiner als bei den bekannten magnetischen Verzögerungs-Schaltelementen.You also need the for the input circuit and the control circuit The energy required is sufficient only for the magnetic reversal of the core, so that no high energy is required. The loss of energy at the resistor in the circuit is therefore smaller than with the known magnetic delay switching elements.
Nach Fig. 3 sind für die zum Zeitpunkt des Beginns der Umkehr der KerOmagnetisierung erforderliche Einstellung des Erregerstromes die Widerstände 33 bzw. 34 jeweils den Transistoren 31 und 32 parallel geschaltet. Und wie in Fig. 3 gezeigt, ist eine Vereinfachung der Schaltungsanordnung durch die Verwendung einer einzigen Wicklung an Stelle der Ausgangswicklung 25 und der Steuerwicklung 23 nach Fig. 1 möglich.According to Fig. 3 are for the time of the beginning of the reversal of KerOmagnetisierung required setting of the excitation current the resistors 33 and 34 respectively connected in parallel to the transistors 31 and 32. And as in Fig. 3 is a simplification of the circuit arrangement through the use of a single winding instead of the output winding 25 and the control winding 23 after Fig. 1 possible.
Fig. 4 zeigt beispielsweise ein Schieberegister unter Verwendung eines Schaltelementes gemäß der vorliegenden Erfindung, in welchem ein Anschluß des Steuerkreises in jeder Stufe geerdet ist, während der andere Anschluß abwechselnd über die einzelnen Schaltstufen mit den Leitungen A und B verbunden ist. Danach werden die Halbwellen, z. B. Impulse, Spannungen usw., in periodisch abwechselnder Folge angelegt.For example, Fig. 4 shows a shift register using a Switching element according to the present invention, in which a connection of the control circuit is grounded in each stage, while the other connection takes turns across the individual Switching stages with lines A and B is connected. Then the half waves, z. B. pulses, voltages, etc., applied in a periodically alternating sequence.
In Fig. 4 ist jeder der Steuerkreise parallel an die Spannungsquelle angeschlossen, so daß es nicht erforderlich ist, eine Spannungsquelle mit hohem innerem Scheinwiderstand zu wählen. Dieses Ausführungsbeispiel ist daher den bekannten Registern vorzuziehen, bei denen die Steuerwicklungen in Reihe mit Spannungsquellen hohen Scheinwiderstandes verbunden sind.In Fig. 4, each of the control circuits is in parallel with the voltage source connected so that it is not necessary to use a voltage source with high to choose internal impedance. This embodiment is therefore the known one It is preferable to use registers in which the control windings are in series with voltage sources high impedance are connected.
Versuche mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltelement nach Fig. 4 haben folgendes ergeben: Mit einem mit einer 4-79-Mo-Permalloy-Wicklurng von 4 Mikron Stärke bewickelten Magnetkern wurde in der Anordnung nach Fig. 4 bei Verwendung eines Spulenkernes mit .einem Innendurchmesser des Magnetkernes von 10 mm, einer Breite von 5 mm und mit fünfundzwanzig Schichten ein elektrischer Energieverbrauch von 24 mW pro Stufe erreicht. Es wurde eine rechteckförmige Steuerspannung von 40 kHz verwendet.Tests with a switching element designed according to the invention 4 have shown the following: With one with a 4-79 Mo Permalloy winding 4 micron thick wound magnetic core was in the arrangement of FIG Use of a coil core with an inner diameter of the magnetic core of 10 mm, a width of 5 mm and with twenty-five layers an electrical energy consumption of 24 mW per step is achieved. The result was a square-wave control voltage of 40 kHz used.
In einem anderen Fall wurde ein Spulenkern mit einem Innendurchmesser von 5 mm, einer Breite von 3 mm und zehn Schichten verwendet. Der elektrische Energieverbrauch betrug dabei pro Stufe 65 mW, die rechteckförmige Steuerspannung 200 kHz. Bei diesen Versuchen war es nicht erforderlich, die Magnetkerne und Transistoren nach bestimmten Eigenschaften auszuwählen.In another case, a coil core with an inside diameter was used of 5 mm, a width of 3 mm and ten layers are used. The electrical energy consumption was 65 mW per stage, the square-wave control voltage 200 kHz. With these It was not necessary to try the magnetic cores and transistors according to certain Properties to select.
Fig. 5 zeigt ein weiteres wirtschaftliches Beispiel eines Schieberegisters nach Fig. 4, bei welchem aber die Steuerwicklung jeder übernächsten Schaltstufe in Reihe geschaltet und die Anzahl der Transistoren vermindert ist.Fig. 5 shows another economical example of a shift register according to Fig. 4, but in which the tax development of each next but one Switching stage connected in series and the number of transistors is reduced.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144339X | 1959-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1144339B true DE1144339B (en) | 1963-02-28 |
Family
ID=14637598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DET19308A Pending DE1144339B (en) | 1959-12-28 | 1960-11-22 | Pulse delay switching element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1144339B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1294464B (en) * | 1964-10-30 | 1969-05-08 | Tektronix Inc Eine Nach Den Ge | Video gate switching with delay |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1068752B (en) * | 1956-12-28 | 1959-11-12 | General Electric Company, New York, N. Y. (V. St. A.) | Device for generating a pulse train delayed with respect to a synchronization pulse train |
-
1960
- 1960-11-22 DE DET19308A patent/DE1144339B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1068752B (en) * | 1956-12-28 | 1959-11-12 | General Electric Company, New York, N. Y. (V. St. A.) | Device for generating a pulse train delayed with respect to a synchronization pulse train |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE1294464B (en) * | 1964-10-30 | 1969-05-08 | Tektronix Inc Eine Nach Den Ge | Video gate switching with delay |
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