DE1233006C2 - Elektronisches Telegrafenrelais fuer wahlweise Einfach- oder Doppelstrombetrieb - Google Patents

Elektronisches Telegrafenrelais fuer wahlweise Einfach- oder Doppelstrombetrieb

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DE1233006C2 DE1965ST024200 DEST024200A DE1233006C2 DE 1233006 C2 DE1233006 C2 DE 1233006C2 DE 1965ST024200 DE1965ST024200 DE 1965ST024200 DE ST024200 A DEST024200 A DE ST024200A DE 1233006 C2 DE1233006 C2 DE 1233006C2
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
PATENTSCHRIFT
Int. Cl.:
HOIh
Deutsche Kl.: 21 al - 20/06
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
St 24200 VIII a/21 al
30. Juli 1965
26. Januar 1967
10. August 1967
Auslegetag:
Ausgabetag:
Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein
Die Erfindung betrifft eine elektronische TeIegrafie-Umsetzerschaltung für wahlweise Einfachoder Doppelstrombetrieb, bei der ein astabiler Impulsgenerator (Wechselrichter), der von den Eingangsimpulsen gesteuert und mit deren Leistung betrieben wird, einen von ihm galvanisch getrennten, als monostabiler Impulsgenerator arbeitenden zweiten Sperrschwinger steuert, dessen Ausgang auf eine von ihm galvanisch getrennte Kontaktschaltung gekoppelt ist.
Eine derartige Schaltungsanordnung, die in F i g. 1 gezeigt ist, bildet den Gegenstand des Hauptpatents 1219 070. Dieses Patent — im folgenden Hauptpatent genannt— betrifft in erster Linie ein elektronisches Telegrafenrelais für Einfachstrombetrieb, also für eine Betriebsweise, bei der das Eingangssignal durch die Zustände »Strom« bzw. »kein Strom« gekennzeichnet ist. Ein solches Signal ist auch in Fig. 4, Zeile 1, des Hauptpatents gezeigt. Wie man sieht, treten am Ausgang gegenüber dem Eingang zwar steilere Flanken auf, doch gibt es auch Verzerrungen in der Länge des »Strom«-Zustandes gegenüber dem »kein Strom«-Zuständ, die man mit in dem Häuptpatent näher beschriebenen Mitteln im wesentlichen beheben kann; das Ausgangssigrial wird also entzerrt.
Im folgenden wird die Ausführung nach F i g. 1 betrachtet, bei der die Wicklungen beider Sperrschwinger auf einem gemeinsamen Kern, untergebracht sind, so daß sich die beiden Impulsgeneratoren nicht nur in Vorwärtsrichtung, sondern auch in Rückwärtsrichtung gegenseitig beeinflussen. Sinngemäß kann die beschriebene Funktion jedoch auch in der Ausführung nach F i g. 2 des Hauptpatents mit getrennten Magnetkernen für den astabilen und monostabilen Impulsgenerator verwirklicht werden.
Für Doppelstrombetrieb könnte man die Schaltung gemäß Fig. 1 im Prinzip auch verwenden, da ja der astabile Impulsgenerator bei Umpölung des Eingangssignals ebenso reagiert, als ob dieses Signal auf Null zurückgegangen wäre. Doch würden die vorgesehenen Maßnahmen für die Entzerrung des Ausgangssignals in diesem Fall nicht mehr befriedigen.
Deshalb wird im Hauptpatent vorgeschlagen, bei Doppelstrombetrieb zwei elektronische Einfachstromrelais so zusammenzuschalten, daß die eine Anordnung eine Stromrichtung des Eingangssignals und die andere Anordnung die entgegengesetzte Stromrichtung des Eingangssignals zur Steuerung der Ausgangskontaktschaltungen auswertet. Eine solche kombinierte Anordnung ist in Fig. 5 des Hauptpatents schematisch dargestellt.
Elektronisches Telegrafenrelais für wahlweise
Einfach- oder Doppelstrombetrieb
Zusatz zum Patent: 1 219 070
Das Hauptpatent hat angefangen am
23. August 1964
Patentiert für:
Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Als Erfinder benannt:
Heinz Roos, Asperg;
Hans Semle, Korntal;
Gerhard Städele, Fellbach
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese aufwendige Schaltung zu vermeiden. Gemäß der Erfindung soll ein elektronisches Telegrafenrelais, wie es nach dem Hauptpatent für Einfachstrombetrieb ausgelegt ist, durch Zuschalten von ganz wenigen Schaltelementen (also ohne Verdoppelung des Ganzen) ein einem elektromechanischen Doppelstromrelais vergleichbares Verhalten aufweisen — d. h., das Relais soll bei der einen Stromrichtung (bildlich gesprochen) »anziehen« und bei der anderen Stromr richtung »abfallen«, und die Ausgangsimpulse sollen bezüglich ihrer Länge entzerrt sein.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch bei Verwendung im Doppelstrombetrieb wahlweise zuschaltbare Mittel, die bei schwingendem monostabilem Sperrschwinger einen derart bemessenen Teil seiner Energie auf einen parallel zum Eingang des astabilen Sperrschwingers liegenden Kurzzeit-Energiespeicher zurückkoppeln, das der astabile Sperrschwinger auch bei Richtungsumkehr des Telegrafiestroms so lange im schwingenden Zustand erhalten wird, bis der Telegrafiestrom eine gewisse Größe erreicht.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind im astabilen Sperrschwinger einstellbare Mittel vorgesehen, die mit dem Energiespeicher zusammenwirken und dazu dienen, den Zeitpunkt des Ausschwingens des astabilen Sperrschwingers nach Vorzeichenumkehr des Telegrafiestroms im Sinne einer vollständigen Entzerrung der Ausgangsimpulse der Telegrafie-Eingangsschaltung einzustellen.
709 646/55
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung der Erfindung, die nun an Hand der Figuren näher erläutert werden soll. Es zeigt
F i g. 1 (wie schon erwähnt) die Schaltungsanordnung eines elektronischen Telegrafenrelais für Einfachstrombetrieb gemäß dem Hauptpatent,
F i g. 2 eine elektronische Telegrafie-Eingangsschaltung für wahlweise Einfach- oder Doppelstrombetrieb gemäß der Erfindung,
F i g. 3 ein Impulsdiagramm.
Gegenüber F i g. 1 weist F i g. 2 vor allem den Widerstand R 5 und die Diode D 2 auf; diese Teile werden bei Doppelstrombetrieb durch Einlöten der Brücke D wirksam und führen die nötige Entzerrung der Ausgangssignale herbei.
Trifft ein positiver Impuls am Eingang 1, 4 ein (an 1 hereinfließender Schleifenstrom is), dann lädt sich zunächst der Kondensator C1 auf eine Spannung uc auf, die durch den Spannungsabfall an Al gegeben ist. Überschreitet die Kondensatorspannung einen bestimmten Wert, so beginnt der astabile Sperrschwinger (Transistor Tl) zu schwingen. Um bereits mit einem kleinen Spannungspegel die Schaltung zum Schwingen zu bringen, wird das Potentiometer R 2 (das in der Schaltung gemäß F i g. 1 zur Einstellung dieses Pegels dient) mit der Diode D1 überbrückt. Schwingt der monostabile Sperrschwinger (Transistor T 2), dann fließt in der Sperrphase über die Wicklung II und den Zweig D 2, R 5 ein zusätzlicher Strom in den Kondensator Cl, wobei sich dessen Spannung uc weiter erhöht. Diese rückgekoppelte Energie reicht aus, um den astabilen Sperrschwinger im schwingenden Zustand zu erhalten, selbst wenn der Schleifenstrom verschwindet.
Man sieht daraus, daß diese Schaltung mit D 2 und RS für Einfachstrombetrieb versagt; beide Sperrschwinger würden hier ohne Rücksicht auf das Eingangssignal »Strom« oder »kein Strom« weiterschwingen und ein konstantes Ausgangssignal liefern.
Kehrt jedoch — bei Doppelstrombetrieb — der Eingangsstrom seine Richtung um, so wird dem Kondensator C1 wieder Energie weggenommen. Unterschreitet die Spannung uc durch das Ansteigen des (negativen) Schleifenstroms einen zum Anschwingen des astabilen Sperrschwingers nötigen Wert, so setzt die Schwingung aus. Bei schwingendem astabilen Sperrschwinger ist die Diode D1 gesperrt, und das Potentiometer R 2 wird somit wirksam. Durch die Einstellung von R2 läßt sich der Zeitpunkt des Ausschwingens des monostabilen Sperrschwingers beliebig einstellen, und zwar so, daß bei i?2«0 das Ausschwingen am schnellsten erfolgt, während bei größeren Widerstandswerten von R2 der Zeitpunkt des Ausschwingens immer mehr verzögert wird, bis der monostabile Sperrschwinger schließlich überhaupt nicht mehr ausschwingt. Durch geeignete Wahl des Ausschwingzeitpunktes lassen sich Impulsverzerrungen vollständig kompensieren.
Das Impulsdiagramm von F i g. 3 zeigt den Verlauf der Spannungen und Ströme an verschiedenen Punkten der Schaltung.
Die auf diese Weise entzerrten Ausgangssignale werden, wie im Hauptpatent näher erläutert, am Ausgang der Kontaktschaltung abgenommen, die für eine Glättung und Siebung der vom monostabilen Sperrschwinger gelieferten Impulse sorgt (die direkt vom astabilen Sperrschwinger herüberkommenden Impulse können größenordnungsmäßig vernachlässigt werden). Auch hier ist es oft erwünscht, eine Doppelstromtastung zu verwenden, d. h. das Ausgangssignal in Gegenphase zu liefern.
Die in F i g. 2 rechts unten dargestellte .Kontaktschaltung (Transistoren 73, Γ 4) dient diesem Zweck; darüber hinaus v/erden mit dieser Schaltung besonders niederohmige »Kontakte« verwirklicht, was in den meisten praktischen Fällen von Wichtigkeit
ίο ist. Naturgemäß ist es für diese Kontaktschaltung nicht erforderlich, daß auch die Eingangsimpulse der elektronischen Telegrafie-Umsetzerschaltung ebenfalls bipolar sind; sie können auch im Einfachstrombetrieb zugeführt werden.
Die Kontaktschaltung wird aus zwei auf den gemeinsamen Kern untergebrachten, gegensinnig gepolten Wicklungen WW und WWl gespeist. Die gegenphasigen Ausgangsimpulse dieser Wicklungen , steuern nach Gleichrichtung und Glättung durch
ao Reihenwiderstände (R 11, R13) und Querkapazitäten (C 2, C 3) die beiden Transistoren T 3 und Γ 4. Die Vorspannungen sind so gewählt, daß bei nichtschwingendem monostabilem Sperrschwinger (keine Spannung an W V und WWl) Γ 3 gesperrt (Emitter-
Basis-Spannung Null) und Γ 4 durchgeschaltet ist (Z liegt an -60 V, Γ an +60 V). Bei Einfachstromtastung wird nur einer der beiden Transistoren verwendet und liefert je nach Schwingungszustand des monostabilen Sperrschwingers einen Taststrom oder keinen Taststrom.
Bei Doppelstromtastung wird 13 mit A verbunden. Hierbei ergibt sich das Problem, während des Umschaltern einen kurzzeitigen Kurzschluß zwischen T und Z zu vermeiden. Beim Anschwingen erfolgt der Schaltvorgang so schnell, daß diese Erscheinung vernachlässigt werden kann. Dagegen verläuft beim Ausschwingen, wobei die Kondensatoren C 2 und C 3 über die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren und die Widerstände R12 und R15 (Fi g. 2) erst entladen werden müssen, der Schaltyorgang etwas langsamer, so daß hierbei durch zusätzliche Mittel der Kurzschlußstrom vermieden werden muß. Das wird dadurch erzielt, daß die Zeitkonstanten der Serienwiderstände R11 und R13 und Querkapazitäten C 2 und Ci in den Siebgliedern der beiden Wicklungen WW und WVI verschieden groß gewählt werden, und zwar so, daß C2 ■ RlKC3 ■ R14 wird. Dadurch wird Γ 4 erst dann niederohmig, wenn T 3 schon hochohmig geworden ist, so daß ein gleichzeitiges Durchschalten beider Transistoren nicht möglich ist.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Elektronische Telegrafie-Umsetzerschaltung für wahlweise Einfach- und Doppelstrombetrieb, bei der ein astabiler Impulsgenerator (Wechselrichter), der von den Eingangsimpulsen gesteuert und mit deren Leistung betrieben wird, einen von ihm galvanisch getrennten, als monostabiler Impulsgenerator arbeitenden zweiten Sperrschwinger steuert, dessen Ausgang auf eine von ihm galvanisch getrennte Kontaktschaltung gekoppelt ist, nach Patent 1219 070, gekennzeichnet durch bei Verwendung für Doppelstrombetrieb wahlweise zuschaltbare Mittel (Z? 5, D 2), die bei schwingendem monostabilem Sperrschwinger einen derart bemessenen Teil seiner Energie auf einen parallel zum Eingang des astabilen Sperr-
schwingers liegenden Kurzzeit-Eriergiespeicher (Cl) zurückkoppeln, daß der astabile Sperrschwinger auch bei Richtungsumkehr des TeIegrafiestroms so lange im schwingenden Zustand erhalten wird, bis der Telegrafiestrom eine gewisse Größe erreicht.
2. Elektronische Telegrafie-Umsetzerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einstellbare Mittel (Potentiometer R 2), die mit dem Energiespeicher (Cl) zusammenwirken und dazu dienen, den Zeitpunkt des Ausschwingens des astabilen Sperrschwingers nach Richtungsumkehr des Telegrafenstroms im Sinne einer vollständigen Entzerrung der Ausgangsimpulse der Telegrafie-Umsetzerschaltung einzustellen.
3. Elektronische Telegrafie-Umsetzerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschaltung zwecks Verwendbarkeit für Doppelstromtastung aus zwei auf dem gemeinsamen Kern untergebrachten, gegensinnig gepolten Wicklungen (WV, H7VI) gespeist wird, deren gegenphasige Ausgangsimpulse nach Gleichrichtung und Glättung durch Reihenwiderstände (RIl, R13) und Querkapazitäten (C 2, C 3) zwei Transistoren (Γ3, Γ 4) mit geeigneten Vorspannungen steuern, von denen der eine (Γ3) bei schwingendem monostabilem Sperrschwinger durchgeschaltet und der andere (T 4) gesperrt ist, während bei Abwesenheit eines Ausgangsimpulses des monostabilen Sperrschwingers der erste Transistor (T 3) gesperrt und der zweite Transistor (T 4) durchgeschaltet ist.
4. Elektronische Telegrafie-Umsetzerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren (T3, T, 4) an ihren Basen gesteuert werden; daß der Kollektor des ersten Transistors (T 3) mit einer ersten Gleichstromquelle, daß der Emitter des zweiten Transistors (T 4) mit einer zweiten Gleichstromquelle derselben Spannung, aber umgekehrter Polarität verbunden ist und daß eine galvanische Verbindung zwischen dem Emitter des ersten Transistors (T 3) und dem Kollektor des zweiten Transistors (T 4) vorgesehen ist.
5. Elektronische Telegrafie-Umsetzerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung eines kurzzeitigen Kurzschlusses zwischen den beiden Stromquellen beim Übergang vom einen Schaltzustand in den anderen (vorzugsweise beim Ausschwingen) die Zeitkonstanten der Serienwiderstände (RH, R13) und Querkapazitäten (C 2, C 3) in den Siebgliedern der beiden Wicklungen (WV und WVl) verschieden groß gewählt werden, so daß ein gleichzeitiges Durchschalten der beiden Transistoren (T3, Γ4) vermieden wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 759/286 1.67 © Bundesdruckerei Berlin
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