DE1179592B - Elektronischer Schalter zum Ein- und Ausschalten einer Induktionsspule, insbesonderedes Waehlmagneten eines Fernschreibers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 al - 36/18

T 21366 VIII a/21 al

3.Januar 1962

15. Oktober 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Schalter zum Ein- und Ausschalten einer Induktionsspule in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, der insbesondere zum Ein- und Ausschalten des Wählmagneten eines Fernschreibers bestimmt ist, jedoch auch zur elektronischen Betätigung der Induktionsspulen von Elektroventilen, Elektromagneten von Fernsteuerungsanlagen od. dgl. verwendet werden kann.

Ist das zum Einschalten der Induktionsspule dienende Eingangssignal allein nicht kräftig genug, um die Spule unmittelbar zu speisen, so wird bei bekannten Betätigungsschaltungen ein Spannungsverstärker verwendet, der bei einer bestimmten Änderung des Eingangssignals anspricht und die Primärspule der Induktionsvorrichtung mit Strom versorgt. Die Verwendung eines einzigen Transistors zum Betrieb von Induktionsvorrichtungen ist zwar in vielen Fällen möglich, ergibt aber nicht immer einen ausreichend zuverlässigen Betrieb, wenn es auf die Empfindlichkeit ankommt. Das hängt mit den Eigenschaften eines solchen einstufigen Transistorverstärkers zusammen, wozu gehört, daß der Verluststrom zwischen dem Kollektor und der Basis zu hoch ist, weshalb der Transistor nicht völlig gesperrt werden kann, so daß noch ein kleiner Strom im Induktor fließt, wenn dieser bereits ganz stromlos sein sollte. Auch könnte bei Belastung des Transistors in der Durchlaßrichtung teilweise Sättigung eintreten, die zu einer Schädigung der verwendeten Halbleitervorrichtung führen könnte. Schließlich ist ein einstufiger Verstärker grundsätzlich nicht sehr empfindlich.

Der elektronische Schalter nach der Erfindung weist diese Nachteile nicht auf und kennzeichnet sich dadurch, daß ein auf das Eingangssignal ansprechender Schmitt-Trigger bei Eintreffen eines einen vorgeschriebenen Wert überschreitenden Eingangssignals einen Verstärker steuert, der an der Induktionsspule eine konstante Spannung anlegt, die einen raschen Stromanstieg bis zu einer vorgeschriebenen Stromstärke bewirkt, und daß eine Strombegrenzungsvorrichtung dafür sorgt, daß nach dem Erreichen der vorgeschriebenen Stromstärke bis zur Abschwächung des Eingangssignals unter seinen vorgeschriebenen Wert ein konstanter Strom durch die Induktionsspule fließt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Eingangsschaltung vorgesehen, die bei einer bestimmten Eingangsspannung eine Änderung in einer Schmittschen Kippschaltung hervorruft und diese so lange aufrechterhält, als das Eingangssignal den vor-Elektronischer Schalter zum Ein- und
Ausschalten einer Induktionsspule, insbesondere des Wählmagneten eines Fernschreibers

Anmelder:

Teletype Corporation, Skokie, JIl. (V. St. A.)

ίο Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46

*5 Als Erfinder benannt:

Charles R. Winston, Chicago, JU. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
ao V. St. v. Amerika vom 3. Januar 1961 (80 374)

bestimmten Wert oder einen höheren Wert hat. Ein Stromverstärker verstärkt die von der Eingangsschaltung abgegebene Spannung und speist eine Rückkopplungsschleife, welche die Kippschaltung stabilisiert. Ferner legt der Stromverstärker ein aktivierendes Potential an den Eingang eines Konstantstrom-Verstärkers. Die zu betätigende Induktivität ist in Reihe zwischen die Ausgänge des Konstantstromverstärkers und des Stromverstärkers geschaltet. Wenn der Betätigungsstrom der Induktivität durch die beiden Stromverstärker und die mit ihnen in Reihe geschaltete Induktivität nach der Abgabe eines Steuerimpulses durch die Kippschaltung anzuwachsen beginnt, kommt eine zweite Rückkopplungsschleife ins Spiel. Diese zweite Rückkopplungsschleife enthält beide Stromverstärker, die Induk- tionsspule und die Kippschaltung. Wenn eine ausreichende Spannung am Eingang der Kippschaltung auftritt, so kippt die Anordnung wegen der beiden Rückkopplungsschleifen, die bewirken, daß die ganze Schaltung entweder völlig gesperrt oder völlig offen ist, so daß kein Zwischenzustand existieren kann. Die Verwendung des konstanten Stromverstärkers gestattet die günstigste Ausnutzung der konstanten Spannungs- und Stromeigenschaften desselben, da an die Induktionsvorrichtung ein konstantes Potential eingelegt werden kann, während die Stromstärke in ihr zunimmt, so daß die vorgeschriebene Stromstärke rasch erreicht werden kann. Hier-

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zu ist ein Strombegrenzungswiderstand im Stromkreis der Transistor 19 mit Kollektor 20, Emitter 21 und

des Konstantstromverstärkers angeordnet. Basis 22 und der Transistor 32 mit Kollektor 33,

Wenn das Eingangssignal unter die vorgeschrie- Emitter 34 und Basis 35.

bene Schwelle fällt, die durch einen mit der Kipp- Die Betriebsspannung für die Transistoren wird schaltung verbundenen Spannungsteiler und den 5 vom Transformator 41 geliefert, der mit einer Netz-Wert des diesen durchfließenden Steuerstromes be- wechselspannungsqüelle verbunden ist. An seine stimmt ist, so kehrt die Kippschaltung in ihren Aus- Sekundärwicklung ist ein Zweiwegegleichrichter mit gangszustand zurück urd löst eine Änderung in den Dioden 53 und dem Siebkondensator 47 anbeiden Rückkopplungsschleifen aus, wodurch der geschlossen.

erste Stromverstärker in den völlig gesperrten Zu- io Die Emitter-Kollektor-Übergänge der Transistoren stand zurückkehrt. Hierdurch bricht der Reststrom 11 und 12 sind in Reihe geschaltet. Der Kollektor in der Induktionsvorrichtung zusammen, wodurch des Transistors 11 ist über den Widerstand 51, der eine kräftige EMK induziert wird. Diese EMK kann vom Kondensator 52 überbrückt ist, mit der posidie aktiven Teile der Schaltung ernstlich beschädigen, tiven Betriebsspannungsklemme verbunden, während wenn sie nicht vernichtet wird, da ihre Größe den 15 der Kollektor des Transistors 12 über den Wider-Wert der Netzspannung um ein Mehrfaches über- stand 54 mit der negativen Klemme verbunden ist. steigen kann. Der erste Stromverstärker dient des- In der dargestellten Ausführungsform ist der Tranhalb dazu, die positive Überspannung an das Erd- sistor 11 ein n-p-n-Transistor und der Transistor 12 potential zu fesseln. Die umgekehrt gerichtete EMK ein p-n-p-Transistor, weshalb der Kollektor des wird über einen Gleichrichter ebenfalls zur Erde ab- 20 ersteren an die positive Spannung und der Kollektor geleitet, so daß die Induktionsvorrichtung keine des letzteren an die negative Spannung angeschlossen Potentialdifferenz an ihren Klemmen aufweist und werden müssen. Die Emitter der beiden Transistoren nahezu auf Erdpotential gehalten wird. sind unmittelbar miteinander verbunden. Die Ein-Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung gangsklemmen 23 und 24, über die das auslösende dient eine ähnliche auf Spannungsänderungen an- 25 Eingangssignal gegeben werden soll, sind durch den sprechende Eingangsschaltung zur Betätigung einer Widerstand 44 überbrückt, dem ein weiterer Wider-Induktorspeiseschaltung mittels einer Differential- stand 43 parallel geschaltet werden kann. Die verstärkerschaltung in Zusammenarbeit mit einem Klemme 23 ist mit der Basis 15 des Transistors 11 Stromverstärker, der einen Teil des Differential- und die Klemme 24 mit dem Minuspol verbunden. Verstärkers darstellt, und einem Konstantstrom- 30 Im Ruhezustand soll die Klemme 23 an Erde liegen verstärker. Ein erster Verstärker befindet sich in der oder negativ vorgespannt sein. Unter dieser Be-Eingangsschaltung. Beim Auftreten einer bestimm- dingung ist der Transistor 11 gesperrt. Eine Vorten Eingangsspannung wird dieser Verstärker ge- spannung für die Basis des Transistors 12 wird über öffnet und sperrt dabei einen zweiten Verstärker. einen Spannungsteiler geliefert. Dieser besteht aus Eine Rückkopplungsschleife zwischen diesen beiden 35 den Widerständen 39 und 36 in Reihe, den dazu Verstärkern unterstützt diesen Kippvorgang. Wenn parallelen Widerständen 38, 37 und 30 und dem der zweite Verstärker gesperrt wird, steuert er un- beiden Zweigen gemeinsamen Widerstand 55. Dieser mittelbar einen dritten und einen vierten Verstärker, ist so gewählt, daß die Basis des Transistors 12 wobei der dritte Verstärker ein Stromverstärker und durch den Spannungsabfall am Widerstand 55 leicht der vierte Verstärker ein Konstantstromverstärker ist. 40 positiv gehalten wird. Hierdurch wird der Transistor Beide sind in Reihe mit den beiden Klemmen der zu zwar geöffnet, leitet aber trotzdem keinen Strom, da speisenden Induktionsspule geschaltet. Eine zweite der Transistor 11 gesperrt ist.
Rückkopplungsschleife zwischen dem ersten, dem Der Transistor 19 ist vom Kollektor 13 des Trandritten und dem vierten Verstärker dient zur siehe- sistors 11 steuerbar, da seine Basis 22 mit dem ren bistabilen Betätigung des ersten Verstärkers. Die 45 Kollektor 13 verbunden ist. Der Kollektor 20 des beiden Rückkopplungsschleifen gewährleisten, daß Transistors 19, der in der dargestellten Form vom alle Verstärker im leitenden Zustand voll geöffnet p-n-p-Typ ist, ist über den Widerstand 42 mit Erde sind, so daß Fehlermöglichkeiten durch Rauschen verbunden, während der Emitter 21 an die Ver- oder Streusignale verringert werden. bindungssteile der Widerstände 30 und 37 und über Diese Schaltung entspricht in ihrer Arbeitsweise 50 die Wicklung der zu betätigenden Spule 31 an den weitgehend der ersten Ausführungsform. Der Haupt- Kollektor 33 des Transistors 32 angeschlossen ist. unterschied liegt in der Verwendung einer Differen- Der Emitter 34 des Transistors 32 ist über den tialkippschaltung anstatt einer Schmittschen Kipp- Widerstand 39 an die positive Betriebsspannungsschaltung und in einer konstanten Eingangsimpedanz klemme angeschlossen, während die Basis 35 dieses hinsichtlich der Betriebsspannungsquelle. 55 Transistors mit der Verbindungsstelle der Wider-Die erfindungsgemäßen Schaltungen sind sehr stände 37 und 38 verbunden ist.
empfindlich, sehr stabil und haben geringen Energie- Wenn ein Stromimpuls, der die Steuerinformation verbrauch und benötigen wenig Wartung. Die Schal- darstellt, die richtige Polarität hat, entwickelt er tungen sind wirtschaftlich und zuverlässig und kön- einen Spannungsabfall am Widerstand 44 allein oder ncn wahlweise so abgeändert werden, daß sie auf 60 an den parallel geschalteten Widerständen 43 und 44. verschiedene Steuersignale ansprechen und trotzdem Wenn der Stromimpuls die entgegengesetzte Polarikonstante Empfindlichkeit haben. tat hat, so geht der Strom durch die Diode 45, Die beiden Ausführungsbeispiele der Erfindung welche die Widerstände kurzschließt, ohne eine werden nun an Hand der F i g. 1 und 2 beschrieben. nennenswerte Spannung an den Widerständen zu Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die 65 hinterlassen. Wenn die Spannung die richtige Polariaktiven Teile der Schaltung der Transistor 11 mit tat hat (normalerweise positiv) und ausreichende Kollektor 13, Emitter 14 und Basis 15, der Tran- Größe besitzt, so gibt sie auf den Transistor 11 sistor 12 mit Kollektor 16, Emitter 17 und Basis 18, einen Öffnungsimpuls. Der Transistor 12 ist bereits

geöffnet, da er eine positive Vorspannung besitzt und der Betriebsstrom vom Transistor 11 geliefert wird.

Wenn dies eintritt, so sinkt die Spannung am Kollektor 13 des Transistors 11 beträchtlich von nahezu voller Betriebsspannung auf das Potential an der Basis 18 des Transistors 12, das am Widerstand 55 abfällt und über den Emitter des Transistors 12 und die Emitter-Kollektor-Verbindung des Transistors 11 zugeführt wird. Dieses Potential gelangt auf die Basis 22 des Transistors 19, der mit dem Kollektor 13 verbunden ist. Der Transistor 19 ist als Emitterverstärker geschaltet und wirkt demzufolge in diesem Falle als Stromverstärker.

Infolge der bekannten Eigenschaften des Emitterverstärkers tritt das Potential an der Basis 22 auch am Emitter 21 des gleichen Transistors auf, wobei eine beträchtliche Stromverstärkung zur Verfügung steht. Der Widerstand 30 bewirkt wegen der geringeren Spannung am Emitter 21, wenn der Transistor 19 leitend wird, daß die Spannung an der Basis 18 des Transistors 12 verringert wird, d. h., es wird eine Rückkopplungsschleife mit dem Transistor 11 geschlossen und das Potential des Emitters 14 fällt ab, wodurch der Transistor 11 noch stärker geöffnet wird.

Eine zweite Rückkopplungsschleife verläuft über die Basisemitterverbindung 22-21 des Transistors 19, die Induktionsspule 31, die Kollektor-Emitter-Verbindung 33-34 des Transistors 32, den Widerstand 36, die Basis-Emitter-Verbindung 18-17 des Transistors 12 und die Emitter-Kollektor-Verbindung 14-13 des Transistors 11 zur Basis 22 des Transistors 19. Diese Rückkopplungsschleife unterstützt die Stabilisierung des Transistors 11 und hält ihn in seinem Betriebszustand, wenn er einen der beiden stabilen Zustände der Schaltung erreicht.

Nach der Auslösung bleiben die Transistoren 11 und 12 im leitenden Zustand, solange ein Eingangspotential vorhanden ist, das einen bestimmten Wert übersteigt. Solange wird auch ein niedriges Potential an den Emitter 21 des Transistors 19 angelegt. Die Potentialerniedrigung des Emitters 21 erzeugt eine entsprechende Spannungserniedrigung an der Verbindungsstelle der Widerstände 37 und 38 von ausreichendem Wert, um den Transistor 32 positiv vorzuspannen. Wenn der Transistor 32 hierdurch zu leiten beginnt, so tritt eine erhebliche Potentialdifferenz an der Spule 31 auf, und diese Spannung hält sich selbst infolge der Eigenschaften des Transistors 32 als Konstantstromverstärker und des als Emitterverstärker geschalteten Transistors 19, der als Vorverstärker für den Konstantstromverstärker wirkt. Die Potentialdifferenz an der Spule 31 verringert sich nur sehr wenig, bis sich eine bestimmte Stromstärke in der Emitter-Kollektor-Verbindung 34-33 des Transistors 32 eingestellt hat.

Wenn die vorbestimmte Stromstärke erreicht ist, so wird die aus dem Transistor 32 und dem strombestimmenden Widerstand 39 bestehende Begrenzungsschaltung wirksam und läßt nur einen bestimmten Stromfluß von konstantem Wert durch den Transistor 32, die Spule 31, den Transistor 19 und den Widerstand 42 zur Erde zu.

Der konstante Spannungsanteil der Stromspannungskennlinie des Konstantstromverstärkers dient dazu, daß die Spule 31 so rasch wie möglich einen stationären Stromwert erreichen kann, während trotzdem die Gesamtstromstärke begrenzt ist, sobald die Schaltung sich stabilisiert hat. Normalerweise tritt infolge des Serienwiderstandes in der Schaltung ein Spannungsabfall entsprechend der Formel

E = L -j- an der Spule auf. Dadurch, daß die Spannung konstant gehalten wird, tritt der sonst vorhandene Spannungsabfall am Serienwiderstand der Induktionsspule nicht auf, wodurch die Anstiegszeit der Stromstärke entsprechend der oben angegebenen

ίο Formel sich zu verlangsamen sucht. Es ergibt sich somit ein rascher Stromanstieg in der Induktionsspule, so daß der vorgeschriebene Stromstärkewert in kürzest möglicher Zeit erreicht wird. Der Konstantstromverstärker dient zur Speisung der Induktionsspule und gleichzeitig zur Begrenzung der durch sie fließenden Stromstärke.

Durch die nachstehend noch näher beschriebene Kippwirkung der Kippschaltung aus den Transistoren 11 und 12 kann diese Schaltung entweder voll ge-

ao öffnet oder voll gesperrt sein. Es kann kehl Zwischenzustand der Leitung in einem Transistor wählend einer merkbaren Periode vorhanden sein. Ein nur teilweise geöffneter Transistor, der eine teilweise gespeiste Induktionsspule bedeutet, könnte wegen der besonderen Eigenschaften des Schaltkreises ernstlich beschädigt werden.

Bei der Rückkehr des Steuersignals auf seinen Ausgangswert kehrt der aus den Transistoren 11 und 12 bestehende Schmitt-Trigger in den gesperrten Zustand zurück, Wodurch eine hohe Spannung, nämlich das volle Potential der Betriebsspannung, auf den Kollektor 13 des Transistors 11 gelangt. Diese Spannung sperrt den Transistor 19, der daraufhin dem Transistor 32 eine Sperrspannung zuführt.

Dieser wird sofort gesperrt und unterbricht so den Strompfad durch den Widerstand 39, die Emitter-Kollektor-Verbindung des Transistors 32, die Induktionsspule 31, den Transistor 19 und den Widerstand 42 zur Erde, Infolge der Stromabschaltung in der Induktionsspule 31 wird eine elektromotorische Kraft induziert, welche die Betriebsspannung um ein Mehrfaches übersteigt. Diese EMK verursacht normalerweise eine langsame Energieabnahme in der Induktionsspule und kann die Niederspannungsteile beschädigen. Deshalb ist eine Kristalldiode 40 vorgesehen, die eine unmittelbare Ableitung der negativen EMK zur Erde bewirkt. Die positive Rückschwingung wird über die Emitter-Kollektor-Verbindung 21-22 des Transistors 19 zur Erde bewirkt, wodurch die Energieabfuhr aus der Induktionsspule vervollständigt wird. Diese doppelte Entladung bewirkt einen äußerst raschen Zusammenbruch . der induzierten EMK, die dem Stromanstieg bei der ersten Einschaltung der Induktionsspule entspricht.

Die obenerwähnten Rückkopplungskreise treten in Tätigkeit, wenn bei der öffnung des Transistors 11 der Kollektor 13 von der Betriebsspannung auf die weit geringere Spannung absinkt, die an der Basis-Kollektor-Verbindung 18-17 des Transistors 11 auftritt. Diese niedrige Spannung wird auf die Basis 22 des Emitterverstärkers 19 übertragen und von dort über den Emitter 21 und den Widerstand 30 auf die Basis 18 des Transistors 12 rückgekoppelt, der den Transistor 11 stärker zu sättigen sucht. Ein weiterer Spannungsabfall an der Basis 18 wird beobachtet, wenn die Spannung am Widerstand 36 infolge der Einschaltung der Induktionsspule abfällt. Diese Spannung wird der Basis-Kollektor-Verbindung des

Transistors 12 normalerweise zugeführt, um diese Verbindung auf einem höheren positiven Wert als die Basis des Transistors 11 zu halten, wenn keine Steuerimpulse eintreffen. Die Rückkopplungskreise geben der aus den Transistoren 11 und 12 bestehenden Eingangsstufe den Charakter einer Kippstufe, so daß der Transistor 11 sehr rasch voll geöffnet oder gesperrt wird und nur während der Umschaltzeit im teilweise gesättigten Bereich verbleibt. Dadurch wird

ihren Sperrschichten während der teilweisen Sättigung herrühren könnte. Außerdem wird die Geräuschempfindlichkeit der Schaltung herabgesetzt, während ihre Gesamtempfindlichkeit steigt.

Ein Anwendungsgebiet der Schaltung nach F i g. 1 besteht in dem Betrieb des Wählmagneten eines Fernschreibers. In diesem Falle besteht die Induktionsspule 31 zwischen den Transistoren 19 und 32 aus

wird dagegen ein Differentialverstärker verwendet, dessen eine Hälfte aus dem Konstantstromverstärker besteht, während die andere Hälfte auf den Stromverstärker arbeitet. Die Induktionsspule ist wieder in Reihe zwischen den beiden Stromverstärkern geschaltet, und der Entladungsweg für die induzierte EMK verläuft wie früher durch den Stromverstärker und einen Gleichrichter.

Die Transistoren 88 und 69 in F i g. 2 stellen den

eine Überhitzung der verwendeten Transistoren ver- io Stromverstärker bzw. den Konstantstromverstärker hindert, die von einem übermäßigen Verluststrom in dar und entsprechen somit den Transistoren 19

und 32 in Fig. 1. Sie sind vom p-n-p-Typ. Der Transistor 69 bildet mit dem Transistor 65 den Differentialverstärker. Der Transistor 61 wird durch die an die Eingangsklemmen 23 und 24 angelegten Spannungen gesteuert. Die Transistoren 61 und 65 sind ebenfalls vom p-n-p-Typ. Die Dioden 53 im Netzteil sind hier gegenüber in Fig. 1 umgekehrt angeordnet, so daß im vorliegenden Falle der posi-

dem Wählmagneten. Die verschiedenen in Fig. 1 20 tive Pol der Betriebsgleichspannung an der Mitteleingezeichneten Schalter 25, 26, 27 und 45 sollen anzapfung des Transformators 41 geerdet ist. Da der zur Anpassung der Schaltung an verschiedene Typen Transistor 61 vom p-n-p-Typ ist, während der Tran- und Höhen der Fernschreibsignale dienen. Beispiels- sistor 11 in Fig. 1 vom n-p-n-Typ war, muß der weise ist bei Einfachstromtelegraphie der Strom- Basis des Transistors 61 ein gegen den geerdeten pegel häufig auf 20 oder 60 Milliampere genormt. 35 positiven Pol der Betriebsspannungsquelle negatives Bei einem Ruhestrom von 20 Milliampere wird der Potential zugeführt werden, um diesen Transistor Schalter 25 offen gelassen und die zur Betätigung leitend zu machen. Demgemäß ist die Kathode der der Wählmagnetwicklung 31 erforderliche Spannung Diode 45 mit Erde verbunden, während in F i g. 1 fällt allein am Widerstand 44 ab. Wenn die Schaltung die entsprechend bezeichnete Diode mit ihrer Anode erst auf einen Ruhestrom von 60 Milliampere an- 3° an Erde angeschlossen war.

sprechen soll, so wird der Schalter 25 geschlossen, so Wenn der Transistor 61 gesperrt ist, leitet nur

daß der Widerstand 43 parallel zum Widerstand 44 der Transistor 65, wobei der Strom vom Pluspol über liegt. Dadurch wird die gewünschte Steuerspannung die Widerstände 74 und 73, die Emitter-Kollektorerst erzeugt, wenn die höhere Stromstärke durch die Verbindung 67-66 des Transistors 65 und den WiderFernleitung fließt. In beiden Fällen sind die Schalter 35 stand 85 zum Minuspol fließt. Der Emitter-Basis-26 und 27 offen, und der Schalter 46 steht auf Strom fließt durch die soeben genannten mit dem

Emitter verbundenen Widerstände 74 und 73, die Emitter-Basis-Verbindung 67-68 und den Widerstand 84. Die Basis 68 hält das Potential des Kollektors 62 des Transistors 61 auf einem etwas stärker negativen Wert als das Potential an der Verbindungsstelle 93, wo der Widerstand 73 mit den Emittern der Transistoren 65 und 69 verbunden ist.

Sobald die der Transistorbasis 64 zugeführte nega-

sind alle Transistoren gesperrt und die Spule 31 des 45 tive Steuerspannung den vorbestimmten Schwellen-Wählmagneten ist nicht erregt. Durch Schließen des wert erreicht, beginnt der Transistor 61 zu leiten, und Schalters 27 läßt sich die Spule 31 des Wählmagneten
ständig im angezogenen, d. h. Trennzustand halten,
so daß sie auf ankommende Zeichen nicht mehr
anspricht.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Betätigungsschaltung für die Spule 31 ist weitgehend dieselbe wie bei Fig. 1, aber die Kippschaltung ist anders aufgebaut. In beiden

Fällen sind die gleiche Empfindlichkeit und Zu- 55 bindungssteile 93 relativ zum Basispotential des verlässigkeit vorhanden, aber die nunmehr zu be- Transistors 69, das durch die in Reihe geschalteten schreibende Schaltung ist bei gewissen Anwendungen Widerstände 81 und 82 bestimmt ist. Wenn dies einnützlich, wo die Belastung der Betriebsspannungs- tritt, wird sofort ein Rückkopplungskreis gebildet, quelle beim Ein- und Ausschalten der Induktions- der die Basis-Emitter-Verbindung 68-67 des Transpule nicht geändert werden soll. Die Schaltung nach 60 sistors 65, den Widerstand 73 und die Emitter-F i g. 2 hat also während des Ruhezustandes und des Kollektor-Verbindung 63-62 des Transistors 61 um-Arbeitszustandes einen konstanten Stromverbrauch. faßt. Durch diese Rückkopplungsschleife wird auf Im ersten Falle war eine Schmittsche Kippschaltung den Transistor 61 eine Kippwirkung ausgeübt, so daß verwendet worden, deren Ausgang auf die Betäti- der Transistor 61 nur in dem einen oder anderen gungsvorrichtung arbeitet, die aus einem Strom- 65 zweier stabiler Zustände verharren kann, also entverstärker und einem Konstantstromverstärker be- weder voll geöffnet oder voll gesperrt ist. steht, zwischen denen die Induktionsspule in Reihe Der Transistor 69 bildet nicht nur die eine Hälfte

geschaltet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Differentialverstärkers (Transistoren 65 und 69),

seinem Kontakt 9. Bei Doppelstrombetrieb mit einem Pegel von 30 Milliampere werden der Schalter 25 geöffnet, der Schalter 46 auf den Kontakt 8 umgelegt und der Schalter 26 geschlossen.

Bei Verwendung im Fernschreiberbetrieb sind im Trennzustand (Ruhestrom bzw, positiver Strom) alle Transistoren leitend, und die Wicklung 31 zieht an. Im Zeichenzustand (kein Strom bzw. negativer Strom)

das Potential des Kollektors 62 steigt auf das Potential an der Verbindungsstelle 94 der Widerstände 73 und 74. Der Potentialanstieg des Kollektors 62, mit dem die Basis 68 des Transistors 65 unmittelbar verbunden ist, ergibt eine Sperrspannung für den Transistor 65, so daß dieser in den gesperrten Zustand kippt. Hierdurch wird der Transistor 69 leitend wegen des positiven Potentialanstiegs an der Ver-

sondern arbeitet auch, wie gesagt, als Konstantstromverstärker, wobei die Widerstände 73 und 74 die Stromstärke bestimmen.

Wenn der Transistor 65 gesperrt wird, öffnet nicht nur der Transistor 69, sondern auch der Transistor 88, weil der Spannungsabfall am Widerstand 85 nahezu verschwindet. Da somit die Verbindungsstelle des Widerstandes 85 mit dem Kollektor 66 negativ _L wird, öffnet sich die Halbleiterdiode 86, die ihrerseits auf den Transistor 88 ein Öffnungspotential überträgt. Wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 sind die Transistoren 69 und 88 in Reihe geschaltet, wobei die Induktionsspule 31 zwischen ihnen liegt. Diese Transistoren liefern den Betätigungsstrom für die Induktionsspule. Der Transistor 88 ist als Emitterverstärker ausgebildet, und der Emitter nimmt nahezu das Potential der Basis an, das nun durch die Diode 86 und den Widerstand 85 festgelegt ist. Dies entspricht der Festlegung des Potentials der unteren Klemme der Induktionsspule 31 durch den Emitter des Transistors 19 in Fig. 1.

Wenn der Transistor 88 leitet, gelangt praktisch die volle negative Spannung des Netzgerätes auf den Emitter 90 und damit auf die eine Klemme der Induktionsspule 31. Die andere Klemme, die mit dem Kollektor 70 des Transistors 69 verbunden ist, wird auf einem verhältnismäßig hohen Potential gehalten. Wieder bewirken die oben beschriebenen Eigenschaften der konstanten Spannung und der konstanten Stromstärke das Auftreten einer konstanten Spannung an der Induktionsspule und die Entwicklung eines rasch ansteigenden Stromimpulses in der Spule. An die Induktionsspule wird eine konstante Spannung angelegt, bis der Strom, der durch Widerstand 83, Kollektor 89, Emitter 90, Induktionsspule 31, Kollektor 70, Emitter 71 und Widerstände 73 und 74 fließt, seinen stationären Wert erreicht hat, der im wesentlichen durch den Konstantstrom des Verstärkers 69 bestimmt ist.

Eine zweite Rückkopplungsschleife verläuft vom Emitter 90 über den Widerstand 95, die Basis 72 und den Emitter 71 des Transistors 69, den Anschluß 93, Emitter 67 und Kollektor 66 des Transistors 69 und die Diode 86 zur Basis 91 des Transistors 88. Dieser Rückkopplungskreis sucht den Transistor 69 in seinem Zustand zu erhalten, sowie die Kippwirkung des Transistors 61 in der oben beschriebenen Weise zu verstärken. Die Verwendung des als Kippstufe arbeitenden Eingangstransistors 61 sowie des Differentialverstärkers, der selbst eine Kippschaltung darstellt, ergibt eine sehr kurze Umschaltzeit, die im Zusammenwirken mit der Konstantstromeigenschaft eine Betätigung der Induktionsspule mit geringeren Spannungen als bei anderen bekannten derartigen Schaltungen gestattet.

Die Ableitung für die Induktionsspannungen beim Abschalten der Induktionsspule geschieht in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Der Hauptunterschied bei der Schaltung nach Fi g. 2 besteht darin, daß die Ableitung zur ungeerdeten negativen Seite der Betriebsspannung geschieht. Hierdurch wird bei der Entladung an den Klemmen der Induktionsspule eine Potentialdifferenz vom Wert Null erzeugt, so daß die ganze Spule auf der negativen Betriebsspannung gegen Erde gehalten wird. Der Entladungsweg verläuft über den Widerstand 83, die Kollektor-Emitter-Verbindung 89-90 des Transistors 80, die Induktionsspule 31 und den Gleichrichter 87. Zum Empfang von Einfachstromsignalen von 20 Milliampere oder 60 Milliampere wird der Schalter 25 wie zuvor geöffnet oder geschlossen. Für Doppelstromsignale wird der Schalter 96 vom Kontakt 7 auf den Kontakt 6 umgelegt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektronischer Schalter zum Ein- und Ausschalten einer Induktionsspule, insbesondere des Wählmagneten eines Fernschreibers, in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf das Eingangssignal ansprechender Schmitt-Trigger (11, 12) bei Eintreffen eines einen vorgeschriebenen Wert überschreitenden Eingangssignals einen Verstärker (32, 19) steuert, der an der Induktionsspule (31) eine konstante Spannung anlegt, die einen raschen Stromanstieg bis zu einer vorgeschriebenen Stromstärke bewirkt, und daß eine Strombegrenzungsvorrichtung (32, 39) dafür sorgt, daß nach dem Erreichen der vorgeschriebenen Stromstärke bis zur Abschwächung des Eingangssignals unter seinen vorgeschriebenen Wert ein konstanter Strom durch die Induktionsspule fließt.

2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule

(31) in Reihe mit einem Konstantstromverstärker

(32) und mit einem Stromverstärker (19) geschaltet ist, die beide zur Erzeugung der konstanten Spannung an der Induktionsspule während des Stromanstiegs zusammenwirken.

3. Elektronischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Rückkopplungsschleife (19, 11, 12) vom Ausgang des Stromverstärkers (19) zu der Eingangskippschaltung eine plötzliche Änderung zwischen den Ausgangsgrößen der Eingangsschaltung bewirkt und daß eine zweite Rückkopplungsschleife (32, 12, 11, 19, 31) zwischen dem Konstantstromverstärker (32) und der Eingangsschaltung die Wirkung der ersten Rückkopplungsschleife unterstützt.

4. Elektronischer Schalter nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Ableitung für die Entladung der Induktionsspule, nachdem das Eingangssignal unter den vorbestimmten Wert abgefallen ist, die über den Stromverstärker (19) und einen Gleichrichter (40) verläuft.

5. Elektronischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverstärker aus einem Transistor mit Basis (22), Kollektor (20) und Emitter (21) besteht und daß der Gleichrichter aus einer Kristalldiode besteht, sowie daß der Ableitungsweg über die Induktionsspule (31), die Emitter-Kollektor-Verbindung des Transistors und die Kristalldiode verläuft.

6. Elektronischer Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskippschaltung zwei Transistoren enthält, die so geschaltet sind, daß beim Anlegen des Eingangssignals an den einen Transistor (11) beide Transistoren kippen, und daß der Stromverstärker und der Konstantstromverstärker je einen Transistor (19, 32) enthalten, wobei der Transistor des Konstantstromverstärkers (32) durch den Transistor (19) des Stromverstärkers gesteuert wird und gleichzeitig mit diesem leitend wird.

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7. Elektronischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (32) so geschaltet ist, daß er eine konstante Stromstärke abgibt und zusammen mit dem Transistor (19) des Stromverstärkers eine steil ansteigende Stromkennlinie ergibt, sowie daß die Induktions-

spule (31) in Reihe zwischen die beiden Transistoren geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Buch von Dillenburger, »Einführung in die neue deutsche Fernsehtechnik«, Berlin, 1950, S. 105bisll2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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