DE1216356B

DE1216356B - Selbsthaltender Magnetkernschalter

Info

Publication number: DE1216356B
Application number: DEA45083A
Authority: DE
Inventors: Hewitt David Crane; William Kirk English
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1961-10-12
Filing date: 1964-01-24
Publication date: 1966-05-12
Also published as: GB944794A; CH389683A; DE1168961B; JPS503903B1; NL303009A; US3289185A; BE642801A; NL128642C; BE623304A; GB1000495A; SE302982B; NL284214A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al -36/18

Nummer: 1216 356

Aktenzeichen: A 45083 VIII a/21 al

Anmeldetag: 24. Januar 1964

Auslegetag: 12. Mai 1966

Bei elektrischen Nachrichtenübertragungssystemen, beispielsweise in Telefonverniittlungsanlagen, werden Selbsthalteeigenschaften besitzende Schalter verwendet, die auf einen kurzen Steuerimpuls hin eine Verbindung herstellen und auf einen anderen Impuls hin die Verbindung wieder unterbrechen. Im allgemeinen verwendet man zu diesem Zweck Relaisschalter, die den Nachteil haben, daß sie verhältnismäßig viel Raum einnehmen und ferner ihre mechanischen Kontakte fehleranfällig sind.

Das Hauptpatent 1168 961 verwendet nach dem Transfluxor-Prinzip arbeitende Magnetkernschaltungen als Schaltstufe mit Selbsthalteeigenschaften zur Übertragung von Niederfrequenzsignalen.

Eine Selbsthalteeigenschaften besitzende Magnetkernspaltung nach dem Transfluxor-Prinzip zur Übertragung niederfrequenter Signale, bei der ein eine Mehrzahl Öffnungen aufweisender Magnetkern zwei unterschiedliche Zustände der magnetischen Remanenz unter dem Einfluß einer Steuerwicklung annehmen kann, wobei der Magnetkern eine große Hauptöffnung und mindestens eine kleine weitere Öffnung aufweist, kennzeichnet sich gemäß dem Hauptpatent dadurch, daß durch die kleine Öffnung die Eingangs- bzw. Ausgangswicklung der beiden miteinander zu koppelnden Niederfrequenzkreise und eine von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossene weitere Wicklung und gegebenenfalls eine weitere von einem vorerregenden Gleichstrom durchflossene Wicklung geführt sind und die Übertragung der Niederfrequenzsignale von dem einen der beiden miteinander zu koppelnden Kreise auf den anderen auf dem Wege der Modulation und nachfolgenden Demodulation der in der die Ideine Öf.aung durchsetzenden Wicklung erzeugten hochfrequenten Ströme erfolgt.

Die Zusatzerfindung sieht bei einer das Prinzip de Hauptpatentes benutzenden Schaltungsanordnung den Anschluß der Ausgangswicklung an eine Gegentakt-Gleichrichter-Anordnung vor und erreicht dadurch, daß die sich in der angeschlossenen Gegentaki-Gleichrichter-Anordnung ausbildende Gleichsprnnung einen Gleichstrom durch die Ausgangswicklung des Magnetkernes erzeugt, der zur Folge hat, daß die Vorpolarisation des Magnetkernes sich direkt auf die Amplitude der dem Kern zugeführten Trägerfrequenz einstellt und damit stets den für den Modulationsvorgang bzw. Demodulationsvorgang korrekten Wert hat.

Eine Selbsthalteeigenschaften besitzende Magnetkernschaltung nach dem Transfluxor-Prinzip zur Übertragung niederfrequenter Signale unter Verwen-Selbsthaltender Magnetkernschalter

Zusatz zum Patent: 1168 961

Anmelder:

AMP Incorporated, Harrisburg, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phil. G.-B. Hagen, Patentanwalt,

München-Solln, Frans-Hals-Str. 21

Als Erfinder benannt:
Hewitt David Crane, Palo Alto, Calif.;
William Kirk English, Menlo Park, Calif.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 24, Januar 1963 (253 722)

dung eines magnetischen Kernes mit einer großen Hauptöffung und mindestens zwei kleineren Nebenöffnungen, der unterschiedliche Zustände magnetischer Remanenz unter dem Einfluß eines einer Steuerwicklung zugeführten Steuersignals einnehmen kann und bei dem eine Trägerfrequenzwicklung und eine Ausgangswicklung zwei kleinere Nebenöffnungen durchsetzen und eine Eingangswicklung mindestens die eine der Nebenwicklungen derart durchsetzt, daß in der Ausgangswicklung ein Signal induziert wird, das der mit dem Eingangssignal modulierten Trägerfrequenz entspricht, nach dem Hauptpatent 1168 961, kennzeichnet sich gemäß der Zusatzerfindung dadurch, daß die beiden Enden der Ausgangswicklung mit den Eingangsklemmen einer Gegentakt-Gleichrichter-Schaltung verbunden sind und ein Mittenabgriff der Ausgangswicklung mit der mittleren Klemme des Gegentaktgleichrichters verbunden ist.

Zweckmäßigerweise wird dabei die die Trägerfrequenz führende Wicklung mit gleichem und die das Ausgangssignal führende Wicklung mit entgegengesetztem Wicklungssinn die Nebenöffnungen durchsetzen.

Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, daß die die Trägerfrequenz führende Wicklung und die das Ausgangssignal führende Wicklung sowie gegebenenfalls auch die das Eingangssignal führende Wicklung durch eine gemeinsame Wicklung

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gebildet sind, die die beiden Nebenöffnungen mit gleichem Wicklungssinn durchsetzt.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erörtert. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer dem Hauptpatent entsprechenden Schaltungsanordnung,

Fig. IA die Eingangscharakteristik der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild des selbsthaltenden Magnetkernschalters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A bis 2C stellen Diagramme dar, die die Eingang-Ausgang-Kennlinie des Schalters nach Fig. 3 erläutern;

F i g. 3 ist eine schematische Darstellung eines selbsthaltenden Magnetkernschalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3A bis 3C sind Diagramme, die die Eingang-Ausgang-Kennlinie für den Schalter nach F i g. 3 zeigen;

Fig. 4 bis 6 sind schematische Darstellungen selbsthaltender Magnetkernschalter gemäß weiterer Verwirklichungsfonnen der Erfindung;

F i g. 7 ist ein Diagramm, das die Eingang-Ausgang-Kennlinien des selbsthaltenden Magnetkernschalters nach F i g. 6 zeigt.

Wie in F i g. 1 gezeigt, weist ein Kern 1, der aus Material mit nahezu rechteckiger Hysteresisschleife hergestellt ist, eine zentrale Hauptöffung 2 auf, eine kleinere Eingangsöffnung 3 und eine kleinere Signalöffnung 4. Eine »Ein«-Eingangswicklung 5 ist um den äußeren Schenkel der Öffnung 3 gewickelt, d. h. um das Kernmaterial zwischen der Öffnung 3 und der äußeren Begrenzung des Kernes. Eine »Aus«-Eingangswicklung 6 geht durch die Hauptöffnung 2 des Kernes 1. Eine Signalträgerwicklung 7 geht durch die Öffnung 4, eine Signaleingangswicklung 8 und eine Signalausgangswicklung 9 sind um den äußeren Schenkel der Öffnung 4 gewickelt. Die Wicklung 9 ist mit einem Signalgleichrichter 10 verbunden, der aus einem Blockkondensator 11, einem Halbweggleichrichter 12, einem Widerstand 13, einem Kondensator 14 und Ausgangsklemmen 15 besteht.

Durch Erregung der Wicklung 6 mit einem Stromimpuls Io kann der Kern 1 in einen Null-Zustand magnetischer Remanenz gebracht werden, indem der gesamte remanente magnetische Fluß in dem mit PM bezeichneten Pfad um die Hauptöffnung 2 im Uhrzeigersinn (nach Fig. 1) polarisiert ist. Durch Erregung der Wicklung 5 mit einem ähnlichen Impuls wird der Kern 1 in seinen »Eins «-Zustand magnetischer Remanenz gebracht, in dem ungefähr die Hälfte des magnetischen Flusses um die Öffnung 2 im Uhrzeigersinn (nach F i g. 1) und ungefähr die Hälfte im Gegenuhrzeigersinn (nach Fig. 1) polarisiert ist. Der remanente Fluß im Kernmaterial im äußeren Teil des Pfades, der die äußeren Schenkel der Öffnungen 3 und 4 miteinschließt, ist im Uhrzeigersinn polarisiert, und der im Kernmaterial nahe der Hauptöffnung 2 vorhandene magnetische Fluß ist im Gegenuhrzeigersinn polarisiert.

Die Wicklung 7 wird von dem Strom Ic einer Trägerfrequenz erregt. Die Anzahl der Windungen 2V * der Wicklung 7 durch die kleinere Öffnung 4 ist so bemessen, daß die magnetomotorische Kraft NIc kleiner ist als diejenige, die benötigt wird, um den remanenten magnetischen Fluß entlang dem Pfad Pm um die Öffnung 4 umzuschalten, wenn der Kern sie in seinem Null-Zustand befindet, aber größer als df Wert derjenigen Kraft, die notwendig ist, um ihn en lang dieses Pfades umzuschalten, wenn er sich i seinem Eins-Zustand befindet. Der Wicklung 8 wir nun ein niederfrequentes Eingangssignal Is zugeführ das eine magnetomotorische Kraft am Pfad Pm bs wirkt, die den vom Trägerfrequenzstrom Ic gescha teien magnetischen Fluß, der die Wicklung 9 erreg

ίο moduliert. Nach Ausschaltung der Trägerfrequenz komponente Ic im Gleichrichter 10 entsteht an de: Ausgangsklemmen 15 eine Ausgangsspannung F₍ Durch Aufrechterhalten der Maximalamplitude um -dauer der kombinierten magnetomotorischen Krafi die von den Strömen Ic und Is produziert wird, bi zu einem Wert, der wesentlich kleiner ist als de Sättigungswert des Kernmaterials entlang dem Pfa Pm, durch Erregung mit einem Vormagnetisierangs strom Iac, der über die Wicklung 7 nach F i g. 1 zu geführt wird, wird erreicht, daß der Betrag de remanenten magnetischen Flusses, der auf dies Weise umgeschaltet wird, in linearer Beziehung zur Eingangssignal Is steht. Die Frequenz des Stromes / soll wesentlich größer als die höchste im Signali enthaltene sein.

Infolge des Wertes von NIc wird die Wicklung erregt, wenn der Kern sich in seinem Eins-Zustan befindet, wird aber nicht erregt, wenn der Kern sie im Null-Zustand befindet. Der Null-Zustand kan daher als »Aus«-Zustand des Kernes, der Eins-Zi] stand als »Ein«-Zustand des Kernes betrachte werden.

Wie das aus Fig. IA hervorgeht, würde de Schalter um den Punkt OP₁ in Abwesenheit de Stromes Idc arbeiten. Die Form der Spannung V₀ al Ergebnis eines Stromes Is sei beispielsweise die eine einfachen Sinuswelle. Da die Spannung V₀ auf de einen Seite des Punktes OP₁ mit Zunahme de Stromes Is abnimmt, und auf der anderen Seite de Punktes OP₁ mit Zunahme des Stromes Is zunimm enthält die Spannung V₀ zwei negative Impulse j Schwingung des Stromes Is. Um dies zu vermeidei wird der Vormagnetisierungsstrom Idc, der größe als 0 ist, angelegt, so daß der an der Wicklung 7 an liegende hochfrequente Trägerstrom, wie das i Fig. 1 angedeutet ist, asymmetrisch ist. Dadurc wird der Betriebspunkt zum Punkte OP₂ (F i g. 1A verlegt, so daß ein im großen und ganzen lineare Teil der Eingang-Ausgang-Kennlinie auf beide Seiten des Betriebspunktes für Is = 0 liegt, so da die Spannung V₀ dem Strom Is folgt.

Eine Instabilität der Stromquelle für den Strom 1 oder für den Strom Idc hat die gegenteilige Auswii kung auf die Eingang-Ausgang-Kennlinie-und. dam auf das Ausgangssignal V₀.

Da, selbst wenn der Kern sich in seinem Aus-Zi stand befindet, immer noch ein gewisser elastische magnetischer Fluß als auch ein kleiner Betrag reim nenten magnetischen Flusses durch den trägerfrequei ten Strom Ic umgeschaltet werden kann, ist es mö£ lieh, daß in der Wicklung 9 Fehlspannungen indt ziert werden. Wie das aus F i g. 1A hervorgeht, £ei£ die Kennlinie für Idc größer als 0, daß für 7s = das Ausgangssignal V₀ einen gewissen Wert ha

Wird nun die Wicklung 5 erregt, so verursacht de trägerfrequente Strom einen Wechsel im Wert de Ausgangsstromes an den Ausgangsklemmen 15, de zum mindestens so groß ist, wie die höchste Ampl:

tude des angelegten Eingangs-stromes Is. Dieses fälschliche Ausgangssignal erzeugt ein hörbares Geräusch, wenn die Endklemmen 15 beispielsweise mit einem Telephon verbunden sind. Das dabei hörbare Geräusch kann ebenso unerwünscht sein, wenn die Endklemmen mit einem Datenübertragungsschaltkreis verbunden sind. Es ist nicht praktisch, diese fälschlichen Signale auszufiltern, da sie Frequenzkomponenten enthalten, die innerhalb des benützten Frequenzbandes liegen.

In F i g. 2 ist der magnetische Kern 16 gezeigt, der aus demselben Material wie der in F i g. 1 gezeigte Kern 1 hergestellt ist. Er hat eine »Ein«-Bingangswicklung 17, die um den größeren Schenkel der kleineren Eingangsöffnung 18 des Kernes 16 gewickelt ist, eine »Aus«-Eingangswindung 19, die durch die mittlere Hauptöffnung 20 des Kernes 16 geht. Eine Trägerfrequenzwicklung 21 geht mit gleichem Richtungssinn durch die kleineren Signalöffnungen 22 und 23. Eine Signaleingangswicklung 24 ist um den äußeren Schenkel der Öffnung 23 gewickelt, eine Signalausgangswicklung 25 geht mit gleichem Richtungssinn durch die beiden Öffnungen 22 und 23. Beide Enden der Wicklung 25 sind mit einem Pol eines Halbwellengleichrichters verbunden, der Bestandteil der Signalempfangsschaltung 26 ist. Der Gleichrichter besteht aus Dioden 27 und 28, deren Ausgänge mit den Widerständen 29 und 30 verbunden sind, den Kondensatoren 31 und 32 und den Ausgangsklemmen 33 des Signalempfangsgerätes 26. Die Wicklung 25 hat einen mittleren Anschluß, der mit der Klemme 34 verbunden ist, die ihrerseits wieder mit den Widerständen 29 und 30 und den Kondensatoren 31 und 32 verbunden ist.

Durch Erregung der Wicklungen 17 bzw. 19 kann der Kern 16 von seinem Ein-Zustand in seinen Aus-Zustand geschaltet werden. Das geschieht auf dieselbe Art und Weise, wie das vorher unter Bezugnahme auf den Kern 1 in F i g. 1 beschrieben wurde. Der hochfrequente Trägerstrom Ic, der durch die Wicklung 21 fließt, verursacht eine oszillierende magnetomotorische Kraft, die jeweils um die Öffnungen 22 und 23 herum wirksam wird, und sowohl den remanenten als auch den elastischen magnetischen Fluß um jede dieser Öffnungen bei jeder Halbwelle des Trägerstromes umschaltet, sobald der Kern 16 sich in seinem Ein-Zustand befindet. Befindet sich der Kern 16 in seinem Aus-Zustand, so wird nur ein unwesentlicher Teil des magnetischen Flusses jeweils umgeschaltet.

Befindet sich der Kern 16 in seinem Ein-Zustand und wird dann ein modellierendes Niederfrequenzsignal an die Wicklung 24 angelegt, so daß ein entsprechender Strom Is durch sie fließt, so wird in der Wicklung 25 von der der Trägerfrequenz entsprechenden magnetomotorischen Kraft, der die magnetomotorische Kraft, die vom Strom Is erzeugt wird, überlagert ist, eine Spannung induziert. Der induzierte Strom gelangt zu den Eingängen der Dioden 27 und 28, die die positiven Halbwellen des in der Wicklung 25 induzierten Stromes durchlassen. Der der positiven Halbwelle an der Diode 27 entsprechende Strom fließt über den Widerstand 29 zur Anschlußklemme 34 zurück, die an der Diode 28 wirkende positive Halbwelle fließt über den Widerstand 30 zur Anschlußklemme 34 zurück. Die Halbwellen des hochfrequenten Trägerstromes Ic erzeugen über den jeweiligen Kondensatoren 31 und 32 Spannungen F₁ und Vg, die einander entgegengerichtet sind. Die resultierende Ausgangsspannung ist

Obwohl die Wicklung für den Trägerstrom 21 nicht direkt mit einem Vormagnetisierungsstrom Idc beschickt wird, wie das bei dem an Hand von F i g. 1 beschriebenen Schalter der Fall war, sind die Widerstände 29 und 30 so dimensioniert, daß eine Erregung der Wicklung 25 einen Vormagnetisierungs- strom in der Leitung 34 erzeugt, so daß der vom hochfrequenten Trägerstrom induzierte Strom für sich selbst einen Vormagnetisierungsstrom in der Windung 25 erzeugt, so daß der während der positiven Halbwelle des Stromes Ic umgeschaltete Strom dazu neigt, geringer zu sein als derjenige, der während der negativen Halbwelle desselben umgeschaltet wird. Damit wird das Kernmaterial um die Öffnungen 22 und 23 in negativem Sinne gesättigt. Somit wird für jeden augenblicklichen Wert des Stromes Ic ein entsprechender Betrag magnetischen Flusses während der positiven Halbwelle umgeschaltet. Ebenso wird während der darauffolgenden negativen Halbwelle der gleiche Flußbetrag umgeschaltet, und zwar in entgegengesetzter Richtung durch die Ströme Is und Ic wird somit eine asymmetrische Ausgangsspannung erzeugt, die der angelegten treibenden magnetomotorischen Kraft proportional ist. Die Ausgangsspannung V₀ hat demnach dieselbe Form wie das Eingangssignal Is.

Aus Fig. 2A ist zu entnehmen, daß der Wert der Spannung V₁ vom Wert des Stromes Is unbeeinflußt ist.

Fig. 2B zeigt den Wert der Spannung F₂ in Abhängigkeit vom Strom Is, die Verschiebung der Kurve nach links (nach Fig. 2B) ist durch die oben beschriebene Selbst-Vorerregung hervorgerufen.

F i g. 2 C zeigt Werte der Ausgangsspannung F₀ in Abhängigkeit vom Strom Is. Aus der Kombination der Kennlinie nach Fig. 2A und 2B (mit den Betriebspunkten OP₃ und OP₄) ergibt sich der Betriebspunkt OP₅ in Fi g. 2 C. Es geht aus Fi g. 2 C hervor, daß ein beachtlicher linearer Teil der Kennlinie so für den Betrieb zur Verfügung steht, ohne daß ein direkter Vorerregungsstrom in der Wicklung 21 notwendig ist. Da Rauschsignale, die von der Spannungsquelle der Trägerfrequenz herrühren, auf das Kernmaterial um die Öffnungen 22 und 23 dieselben Wirkungen haben werden, werden diejenigen Spannungskomponenten, die von ihnen hervorgerufen werden und zu den Spannungen V₁ und F₂ im Signalempfangsgerät beitragen, bei Bildung der Spannung F₀ einander aufheben. Da die Ausgangsspannung F₀ gleich Null ist, wenn das Eingangssignal Is gleich Null ist, werden beim Ein- und Ausschalten des Kernes keine Geräusche mehr auftreten.

Um das Verhältnis der auftretenden Signale in

eingeschaltetem zu denen in ausgeschaltetem Zustand zu verbessern, kann die kleinere Öffnung 23 etwas größer sein als die übrigen Öffnungen des Kernes, um so die Querschnittsfläche des Kernmaterials, die von der von der Trägerfrequenz herrührenden magnetomotorischen Kraft durchsetzt wird, zu verringern.

F i g. 3 zeigt einen magnetischen Schalter, der ähnlieh dem an Hand von F i g. 2 beschriebenen ist. Die Teile der Ausführungsform nach Fig. 3, die dieselben Funktionen wie die in F i g. 2 gezeigten haben, sind mit den gleichen Nummern, lediglich mit einem

Stich versehen, bezeichnet In Fig. 3 geht jedoch die SignakmgangsoSnungl24 nut entgegengesetztem Wicklungssinn durch die beiden kleineren Signalöffnungen, die in diesem Fall gleiche Dimensionen aufweisen müssen. Auf diese Weise erzeugt die vom Signaleingangsstrom 7s erzeugte magnetomotorische Kraft zwei entgegengesetzt polarisierte Netto-Flußänderungen im Kernmaterial um die Öffnungen 22' und 23'.

Die Fig. 3A und 3B zeigen die Eingang-Ausgang-Kennlinien von F₁ bzw. F₂ in Abhängigkeit von Is. Die Halbwellengleichrichterschaltungen im Signalempfangsgerät 26 haben ein Kennlinienverhalten, wie es in der F i g. 3 gezeigt ist. Die Spannung F₂ ist umgekehrt, so daß der Betriebspunkt OP₆ des Schalters nunmehr auf einem langen und linearen Teil der Kennlinie gelegen ist. So werden zwei nicht lineare Kennlinien miteinander nach Art und Weise kombiniert, wie das oft bei Gegentaktverstärkern angewendet wird, um so verzerrungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

F i g. 4 zeigt einen magnetischen Schalter, der dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen ähnlich ist, aber bei dem die Signale direkt auf die Signalausgangswicklung gegeben werden. In Fig. 4 sind die Teile mit gleicher Funktion wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Nummern, jedoch mit zwei Strichen versehen, gezeigt. Aus F i g. 4 kann ersehen werden, daß der Eingangssignalstrom Is der Eingangsklemme 35 zugefügt wird, die mit der Signalausgangswindung 25" verbunden ist. Die Betriebsweise dieses Schaltkreises ist genau gleich "wie die desjenigen, der in Bezugnahme auf F i g. 3 beschrieben wurde, und die Eingang-Ausgang-Kennlinien sind dieselben wie die in Fig. 3A bis 3C gezeigten. Der Vorteil eines Schalters nach Fig.4 ist der, daß die Anzahl der Windungen, die durch die kleineren Öffnungen 22" und 23" hindurchgeführt werden müssen, gegenüber dem Schalter nach F i g. 3 verringert worden ist. Das gestattet eine größere Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung, die besonders dadurch hervorgehoben werden kann, daß darauf hingewiesen wird, daß der Kern 16" in der Praxis normalerweise in seiner größten Ausmessung nur ungefähr einen Zentimeter groß ist, daß der Durchmesser der kleineren Öffnungen in der Größenordnung von ein Millimeter liegt. Der Arbeitsaufwand, der notwendig ist, derartig kleine öffnungen zu verdrahten, trägt beträchtlich zu den Gesamtherstellungskosten für einen derartigen Schalter bei.

F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform, die ähnlich der in F i g. 2 gezeigten ist, bei der aber die Verdrahtung des Kernes beachtlich vereinfacht worden ist. In Fig. 5 sind Teile mit gleicher Funktion wie in Fig. 2 mit Nummern bezeichnet, die denen in F i g. 2, multipliziert mit 10, entsprechen. Eine gleichzeitig zur Zuführung der Trägerfrequenz und als Eingang des Signals dienende Wicklung 37 ist mit der Signalauslaßwindung 250 verbunden. Ihr wird der frequente Trägerstrom Ic und der Signalstrom Is zugeführt. Beide überlagern sich in dieser Wicklung, so daß sich die dem Trägersignal und dem Eingangssignal entsprechenden magnetomotorischen Kräfte im Kernmaterial um die Signalöffnungen 220 und 230 im selben Sinne überlagern, so daß Eingang-Ausgang-Kennlinien nach Fig. 3A bis 3C erhalten werden.

Fig. 6 zeigt den Schalter nach Fig. 4, mit dem

noch eine Schaltung zur Regelung d&s Verstärkungsfaktors verbunden ist, die aus einem mit einer Batterie 38 in Reihe geschalteten Widerstand 39 und einer damit in Reihe geschalteten Spule 40 besteht. Der Strom Ib, der in diesem Schaltkreis erzeugt wird, kann durch Einstellung des Widerstandes 39 geregelt werden. Die Spule 40 wirkt als Tiefpaßfilter. Der Strom Ib überlagert den hochfrequenten Trägerstrom Ic. Er dient damit als Vormagnetisierungsstrom und macht dadurch den Trägerstrom Ic in bezug auf die Zeitachse asymmetrisch in der Art und Weise, wie das in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Strom Idc getan hat. Es hat sich herausgestellt, daß durch eine entsprechende Einstellung des Widerstandes 39 und durch daraus folgende Einstellung des Stromes Ib die Steigung der F₀-/s-Kennlinie verändert werden kann. Damit kann ohne Verzerrung die Verstärkung des Schalters nach Fig. 7 verändert werden. In Fig. 7 ist die F₀-Zs-Kennlinie entsprechend drei möglichen Werten JR₁₅-R₂ und R₃ des Widerstandes 39 eingezeichnet. In allen Fällen steht ein linearer Teil der Kennlinie zum Betrieb zur Verfügung, wie das aus F i g. 7 ersehen werden kann.

Die Verstärkungsregelung, wie sie hier gezeigt ist, kann auch bei den anderen Ausführungsformen verwendet werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 empfiehlt sich zur Benützung, wenn die Anzahl der Windungen der Wicklung zur Versorgung mit der Trägerfrequenz verschieden ist von der Anzahl der Windungen der Signaleingangswicklung. Die Ausführungsform nach F i g. 4 ist vorzuziehen, wenn beide Wicklungen dieselbe Anzahl von Windungen aufweisen.

Schalter, wie sie in den Ausführungsformen im vorangegangenen beschrieben wurden, können nach Form einer Schaltmatrix angeordnet werden, bei denen die Ein- und Aus-Eingangswicklungen nach Art von x-y-Koordinaten angeordnet sind. Für jede Reihe oder Spalte der Matrix kann ein Signalempfangsgerät vorgesehen werden, in dem alle Kerne einer Reihe oder Spalte von einer einzigen Signalausgangswicklung durchsetzt sind.

Bei einer hergestellten Ausführung eines Schalters gemäß der Erfindung wurde der Kern aus Ferrit hergestellt, wie es von der Indiana General Corporation in Beesby, New Jersey, unter der Handelsbezeichnung Nr. 5209 vertrieben wird. Die Ein- und Aue-Eingangswindungen hatten drei bzw. fünf Windungen und waren aus Nr. 38 AWG-FORMVAR-Draht hergestellt. Die Impulsquellen dieser Wicklungen waren so dimensioniert, daß sie Impulse von ungefähr einem Ampere und 5 Mikrosekunden Dauer erzeugten. Die Wicklung zur Zuführung des hochfrequenten Trägerstromes hatte zwei Windungen durch jede der Signalöffnungen, sie war aus 40-AWG-FORMVAR-Draht hergestellt und mit einer 300-kHz-Spannungsquelle verbunden. Die Signalausgangswicklung hatte sechs Windungen durch jede der Signalausgangsöffnungen und war aus 40-AWG-FORMVAR-Draht gewickelt. Das Signalempfangsgerät bestand aus Dioden IN 100, die Widerstände hatten einen Wert von 1000 Ohm, die Kondensatoren einen Wert von 0,01 Mikrofarad. Der Schalter konnte dazu verwendet werden, ein niederfrequentes Signal zum Betrieb eines Niederspannungskanals bis zu einer Frequenz von 30 kHz durchzuschalten, ohne daß

wesentliches Schaltgeräusch oder Verzerrungen wahrnehmbar waren.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsthalteeigenschaften besitzende Magnetkernschaltung nach dem Transfluxor-Prinzip, zur Übertragung niederfrequenter Signale, unter Verwendung eines magnetischen Kernes mit einer großen Hauptöffnung und mindestens zwei kleineren Nebenöffnungen, der unterschiedliche Zustände magnetischer Remanenz unter dem Einfluß eines einer Steuerwicklung zugeführten Steuersignals einnehmen kann und bei dem eine Trägerfrequenzwicklung und eine Ausgangswicklung zwei kleinere Nebenöffnungen durchsetzen und eine Eingangswicklung mindestens die eine der Nebenwicklungen derart durchsetzt, daß in der Ausgangswicklung ein Signal induziert wird, das der mit dem Eingangssignal modulierten Trägerfrequenz entspricht, nach Patent 1168 961, zo dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Ausgangswicklung (25) mit den Eingangsklemmen einer Gegentakt-Gleichrichter-Schaltung (26) verbunden sind und ein Mittenabgriff (34) der Ausgangswicklung mit der mittleren Klemme des Gegentaktgleichrichters (26) verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemmen (33) des Gegentaktgleichrichters (26) über je einen kapazitiv überbrückten (31,32) Widerstand (29,30) mit der mittleren Klemme (34) verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trägerfrequenz führende Wicklung (21) mit gleichem und die das Ausgangssignal führende Wicklung (25) mit entgegengesetztem Wicklungssinn die Nebenöffnungen (22,23) durchsetzen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswicklung (24) nur die eine Nebenöffnung (23) durchsetzt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die das Eingangssignal zuführende Wicklung und die Ausgangswicklung durch eine gemeinsame Wicklung (25") gebildet werden, die gegensinnig die beiden Nebenöffnungen (22", 23") durchsetzt.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trägerfrequenz führende Wicklung und die das Ausgangssignal führende Wicklung sowie gegebenenfalls auch die das Eingangssignal führende Wicklung durch eine gemeinsame Wicklung (250) gebildet sind, die die beiden Nebenöffnungen (220, 230) mit gleichem Wicklungssinn durchsetzt.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß durch die den Trägerfrequenzstrom führende Wicklung (124') ein einstellbarer Gleichstrom (38, 39) zusätzlich geleitet wird.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschalten des Kernes in die beiden Remanenzzustände zwei Steuerwicklungen (17,19) vorgesehen sind, von denen die eine Steuerwicklung (17) eine Nebenöffnung und die andere Steuerwicklung (19) die Hauptöffnung des Kernes durchsetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen