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Schaltungsanordnung zur Umformung von Impulsen in bipolare Impulspaare
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umformung von Impulsen in bipolare
Inpulspaare. Derartige Anordnungen werden z. B. in der Technik der Datenverarbeitung
für die Ansteuerung von Magnetkernspeichern benötigt. Ansteuerschaltungen für Magnetkernspeicher
haben vor allem bei kleinen Speichern einen hohen Anteil an dem Gesamtaufwand. Es
ist deshalb wünschenswert, Ansteuerschaltungen mit möglichst geringem Aufwand zu
schaffen.
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Es ist z. B. bekannt, bipolare Impulspaare mit Hilfe sogenannter Schaltkerne
zu erzeugen. Ein solcher Kern wird mit Hilfe eines Gleichstromes in der einen Richtung
vormagnetisiert und zum Zeitpunkt, da das Impulspaar abgegeben werden soll, durch
einen zweiten Strom in entgegengesetzter Richtung magnetisiert. Beim übergang von
der einen Magnetisierungsrichtung in die andere wird der erste Impuls eines Impulspaares
und bei Beendigung des zweiten Stromes, wodurch der Magnetkern infolge der Vormagnetisierung
wieder in seine Ruhelage zurückkehrt, der zweite Impuls des Impulspaares in einer
mit dem Kein verbundenen Ausgangswicklung induziert. Solche Anordnungen zum Erzeugen
von bipolaren Impulspaaren stellen zwar einen relativ geringen Aufwand dar, haben
aber zwei wesentliche Nachteile. Der erste Nachteil besteht darin, daß das für die
Schaltkerne verwendete Material keine vollständig rechteckige Hystereseschleife
besitzt und damit in einer Ansteuerschaltung außer den Nutzimpulsen auch noch Störimpulse
erzeugt werden. Dieser Nachteil läßt sich zwar durch Anwendung von je zwei Kernen
in Kompensationsschaltung umgehen, bringt dann aber erhöhten Aufwand mit sich. Der
andere Nachteil ist der, daß das Bewickeln solcher Schaltkerne sehr teuer ist, da
es in der Regel manuell durchgeführt werden muß.
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Weiterhin ist es bekannt, bipolare Impulspaare dadurch zu erzeugen,
daß man unipolare Impulsgeneratoren vorsieht und die unipolaren Impulse dieser Generatoren
über zusätzliche Schalter den Verbrauchern, z. B. den Zeilen oder Spalten einer
Magnetkemmatrix, über zwei verschiedene Wege zuführt. Mit solchen Anordnungen kann
man zwar Impulse sehr großer Amplitude und sehr ausgeprägter Form erzeugen, ihr
Aufwand ist aber beachtlich.
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Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen bipolarer Impulspaare
bekanntgeworden, bei der ein Magnetkern mit rechteckiger Hystereseschleife so mit
zwei Transistoren gekoppelt ist, daß beim Ummagnetisieren des Magnetkernes in die
eine Richtung der eine und beim Ummagnetisieren in die andere Richtung der andere
Transistor durchlässig gesteuert wird. Der Aufwand dieser Schaltungsanordnung zum
Erzeugen bipolarer Impulspaare ist vergleichsweise wesentlich geringer als der für
Anordnungen mit Generatoren für unipolare Impulse und zusätzlichen Auswahlschaltern.
Außerdem weist sie gegenüber reinen Schaltkernen den Vorteil auf, daß trotz nicht
vollständig rechteckiger Hystereseschleife des Kemmaterials keine Störimpulse von
den Transistoren an die Verbraucher weitergegeben werden. Die zuletzt genannte Schaltungsanordnung
weist aber ebenfalls noch den Nachteil verhältnismäßig großen Aufwandes auf. Der
vorliegenden Erflndung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zu schaffen, mit der bei möglichst geringem Aufwand an Schaltelementen bipolare
Impulspaare gewonnen werden können.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einem an seinem
Emitter durch unipolare Impulse gesteuerten Transistor zwischen die Basis und eine
Spannungsquelle, beispielsweise das nicht mit dem Kollektor verbundene Ende des
im Kollektorkreis angeordneten Arbeitswiderstandes, eine Induktivität eingeschaltet
ist und der Transistor sowohl normal als auch invers betrieben wird.
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Einzelheiten der Erlmdung werden an Hand der F i g. 1 und 2
näher erläutert.
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Die in der F i g. 1 dargestellte Anordnung besteht aus einem
Transistor T, einem Arbeitswiderstand bzw. Verbraucher R und einer Induktivität
L Der Arbeitswiderstand ist dabei im Kollektorkreis des Transistors angeordnet.
Die Induktivität I ist einerseits an die Basis des Transistors T und andererseits
an das nicht mit dem Kollektor des Transistors T verbundene Ende des Arbeitswiderstandes
R angeschlossen.
Diese Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Im
Ruhezustand befindet sich der Emitter des Transistors T gegenüber Basis und Kollektor
auf negativem Potential. Zum Zeitpunkt der Erzeugung eines Impulspaares wird der
Emitter positiv gesteuert, so daß über die Emitter-Basis-Strecke und die Induktivität
einerseits und über die Emitter-Kollektor-Strecke und den Arbeitswiderstand andererseits
Strom fließt. Sobald die Steuerspannung am Emitter wieder auf ihren ursprünglichen,
gegenüber den anderen Elektroden negativen Wert zurückgeht, wird der Stromfluß durch
die Emitter-Basis-Strecke und die Emitter-Kollektor-Strecke beendet.
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Da aber infolge des durch die Induktivität fließenden Basisstromes
in der Induktivität beim Abschalten des Basisstromes eine Spannung entsteht, die
gegenüber der am Kollektor liegenden Spannung negativ ist, und da der Emitter gegenüber
Basis und Kollektor dann ebenfalls noch negativ ist, beginnt nunmehr erneut ein
Basisstrom zu fließen, der aber jetzt die umgekehrte Richtung hat wie derjenige
Strom, der bei positiver Spannung floß. Dieser Basisstrom verursacht seinerseits
einen Strom zwischen Kollektor und Emitter des Transistors T sowie durch den Arbeitswiderstand
R, der aber jetzt ebenfalls in umgekehrter Richtung fließt. Damit ergibt sich in
dem im Kollektorkreis des Transistors T angeordneten Arbeitswiderstand ein Stromfluß
einmal in der einen Richtung und anschließend in der anderen Richtung,
d. h. ein bipolarer Impulsstrom.
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In manchen Fällen ist es unerwünscht, daß bei der in F i
g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung beim Einschalten des Steuerimpulses
am Emitter des Transistors T der Basisstrom infolge der Wirkung der Induktivität
I nur allmählich ansteigen kann. Dies läßt sich gemäß der Weiterbildung der Erfindung
nach F i g. 2 dadurch umgehen, daß parallel zur Induktivität I ein Kondensator
C geschaltet ist, über den der zur Einschaltung des Transistors T erforderliche
Basisstrom geliefert wird. Zur anschließenden Entladung des Kondensators
C ist parallel zu diesem ein Widerstand RI geschaltet. Um weiterhin zu verhindern,
daß beim Abschalten des Steuerimpulses die durch die Induktivität I erzeugte negative
Spannung über den Kondensator C kurzgeschlossen wird, liegt zwischen dem
Kondensator C und dem an der Basis des Transistors T angeschlossenen Ende
der Induktivität 1 ein Richtleiter D, der so gepolt ist, daß er zu
dieser Zeit sperrt.
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Die Abfallzeit des durch den Verbraucher R fließenden zweiten Stromimpulses
wird durch die Stromänderung des exponentiell abklingenden Stromes in der Induktivität
I bestimmt. Das Abschalten des Stromes im Verbraucher R, d. h. das Sperren
des Transistors T, kann auf einen früheren Zeitpunkt verschoben werden, wenn man
an das der Basis des Transistors T abgewandte Ende der Induktivität I eine positive
Vorspannung U anlegt. Wenn die Größe dieser Spannung U einstellbar
ist, läßt sich damit die Dauer des zweiten Impulses eines von der Schaltungsanordnung
abgegebenen Impulspaares einstellen.
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Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wurde hier an Hand eines
sogenannten pnp-Transistors erläutert. Es ist aber selbstverständlich, daß sich
die Schaltung auch mit einen npn-Transistor betreiben läßt, wenn nur die Polarität
der Spannungen bzw. des Richtleiters vertauscht wird.