DE1271809B

DE1271809B - Phase sensitive magnetic amplifier device

Info

Publication number: DE1271809B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: John Elliot Taylor
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1955-02-20
Filing date: 1956-02-04
Publication date: 1968-07-04

Description

Phasenempfindliche Magnetverstärker-Vorrichtung Zusatz zum Patent: 1047 252 Die Erfindung bezieht sich auf eine phasenempfindliche Magnetverstärker-Vorrichtung mit zwei mit Steuerwicklungen und Ausgangswicklungen versehenen abgeglichenen Magnetkernen, mit einer Anordnung zur Erregung der Steuerwicklungen während entsprechender Halbwellen einer Erregerwechselspannung sowie mit einem gemeinsamen stromgesteuerten Stromsteuer- und Verstärkerelement, das durch ein Eingangssignal variabler Amplitude, dessen Phase gleich oder entgegengesetzt der Phase der Erregerwechselspannung ist, gespeist wird, und das so angeordnet ist, daß die durch die entsprechenden Steuerwicklungen während entsprechender Perioden der Erregerwechselspannung fließenden Ströme in entgegengesetztem Sinn beeinflußt werden und an den Ausgangswicklungen, abhängig von dem Eingangssignal, ein umkehrbares Ausgangssignal auftritt, nach Patent 1047 252.Phase-sensitive magnetic amplifier device Addendum to patent: 1047 252 The invention relates to a phase-sensitive magnetic amplifier device with two balanced magnetic cores provided with control windings and output windings, with an arrangement for exciting the control windings during corresponding half-waves of an alternating excitation voltage and with a common current-controlled current control and Amplifier element which is fed by an input signal of variable amplitude, the phase of which is equal to or opposite to the phase of the alternating exciter voltage, and which is arranged so that the currents flowing through the corresponding control windings during corresponding periods of the alternating exciter voltage are influenced in the opposite sense and to the output windings, depending occurs from the input signal, a reversible output signal according to Patent 1,047,252.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebene Magnetverstärkervorrichtung nach dem Hauptpatent zu vereinfachen und vielseitiger anwendbar zu machen.The invention is based on the object of the magnetic amplifier device described to simplify according to the main patent and make it more versatile.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Stromsteuer- und Verstärkerelement ein Transistor vorgesehen ist.According to the invention, this object is achieved in that the current control and amplifier element a transistor is provided.

Schutz wird nur für den Gegenstand des Patentanspruch als Ganzes, nicht jedoch für seine Elemente begehrt.Protection is only given for the subject matter of the claim as a whole, however, not coveted for its elements.

Es ist bekannt, daß die Verwendung eines Transistors gegenüber der Verwendung einer Elektronenröhre, wie sie bisher in solchen Magnetverstärkervorrichtungen verwendet worden ist, große Vorteile bezüglich eines geringeren Raumbedarfs und Gewichtes, der Widerstandsfähigkeit und des wirtschaftlicheren Betriebes mit sich bringt. Alle diese Vorteile werden beim Anmeldungsgegenstand in einer besonders vorteilhaften Weise zur Geltung gebracht, weil hier der Transistor klassische Schaltungen mit einer oder mehreren Elektronenröhren ersetzen kann.It is known that the use of a transistor over the Use of an electron tube as heretofore used in such magnetic amplifier devices has been used, great advantages in terms of a smaller footprint and Weight, resilience and more economical operation with it brings. All these advantages are special in the subject of the application advantageous way, because here the transistor is classic circuits can replace with one or more electron tubes.

Anhand der Zeichnungen sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltbild einer phasenempfindlichen Magnetverstärkervorrichtung und .An exemplary embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings explained. It shows F i g. 1 is a circuit diagram of a phase sensitive magnetic amplifier device and .

F i g. 2 bis 12 Strom- und Spannungsoszillogramme.F i g. 2 to 12 current and voltage oscillograms.

F i g. 1 zeigt zwei Steuerwicklungen 35, 36 einer sich im Gleichgewicht befindlichen Magnetverstärkervorrichtung 22. Diese beiden Steuerwicklungen 35 und 36 werden von den einzelnen, untereinander gleichartigen Magnetkernen der Magnetverstärkervorrichtung getragen. Jeder der beiden Kerne kann im übrigen, wie an sich bekannt, eine Primär- oder Erregerwicklung und eine Sekundär- oder Ausgangswicklung tragen, die jedoch nicht dargestellt ist.F i g. 1 shows two control windings 35, 36 one in equilibrium located magnetic amplifier device 22. These two control windings 35 and 36 are of the individual, mutually similar magnetic cores of the magnetic amplifier device carried. As is known per se, each of the two nuclei can also have a primary or excitation winding and a secondary or output winding, which however is not shown.

Die Steuerwicklungen 35 und 36 sind einerseits mit Klemmen der Sekundärwicklung eines Transformators 37 verbunden, dessen Primärwicklung mit Klemmen 38 und 39 an eine Erregerwechselspannungsquelle angeschlossen ist. Andererseits sind die beiden Steuerwicklungen 35 und 36 an gleichnamige Elektroden zweier Dioden 32 und 33 angeschlossen, deren beide anderen Elektroden in einem gemeinsamen Punkt 34 zusammengeführt sind.The control windings 35 and 36 are on the one hand with terminals of the secondary winding a transformer 37 is connected, the primary winding of which is connected to terminals 38 and 39 an AC excitation voltage source is connected. On the other hand, the two are Control windings 35 and 36 connected to electrodes of the same name of two diodes 32 and 33, the other two electrodes of which are brought together at a common point 34.

Zwischen diesem gemeinsamen Punkt 34 und einer Mittelanzapfung 40 des Transformators 37 ist eine steuerbare Strecke geschaltet. Diese Strecke besteht aus einem Transistor 26, dessen Kollektor 27 mit dem gemeinsamen Punkt 34 und dessen Emitter 28 mit der Mittelanzapfung 40 über die Parallelschaltung eines Widerstandes 30 und eines Kondensators 31 verbunden ist, um eine geeignete Vorspannung der Basis zu erzielen. Ein zur Erregerwechselspannung synchrones Eingangs-Wechselspannungssignal wird zwischen der Basis 29 des Transistors 26 und der Mittelanzapfung 40 über einen Transformator 20 zugeführt. Die Schaltung arbeitet wie folgt: Zur Erläuterung sei angenommen, daß der Transistor 26 ein npn-Transistor ist und demzufolge die Dioden 32 und 33 mit ihren Kathoden an den gemeinsamen Punkt 34 angeschlossen sind.Between this common point 34 and a center tap 40 the transformer 37 is connected to a controllable path. This route exists from a transistor 26, whose collector 27 with the common point 34 and its Emitter 28 with the center tap 40 via the parallel connection of a resistor 30 and a capacitor 31 is connected to a suitable bias of the base to achieve. An input AC voltage signal synchronous to the exciter AC voltage is between the base 29 of the transistor 26 and the center tap 40 via a Transformer 20 supplied. The circuit works as follows: Zur For explanation, assume that transistor 26 is an npn transistor and hence the diodes 32 and 33 are connected with their cathodes to the common point 34 are.

Wegen der Dioden 32, 33 kann durch die Steuerwicklungen 35 und 36 nur während der Halbwellen der Erregerwechselspannung ein Strom fließen, in denen die jeweils zugehörige Sekundärklemme des Transformators 37 auf positivem Potential liegt. Somit wird jede der Wicklungen nur während der Hälfte aller Perioden der in F i g. 2 als Sinuslinie dargestellten Erregerwechselspannung von Strom durchflossen. Wenn vom Transformator 20 kein Eingangswechselspannungssignal eingespeist wird, stellt die Emitter-Kollektor-Strecke 28-27 des Transistors 26 eine große Impedanz dar, welche nur einen schwachen Strom in einer Richtung durchläßt, wie er in der graphischen Darstellung der F i g. 9 dargestellt ist. Das Potential am Verbindungspunkt 34 bzw. am Kollektor 27 des Transistors zeigt bei Abwesenheit eines Eingangswechselspannungssignals, d. h. im Ruhezustand, einen Verlauf, wie er in F i g. 4 dargestellt ist. In F i g. 7 und 8 ist der Verlauf des die Steuerwicklungen 35 und 36 durchfließenden Stromes dargestellt.Because of the diodes 32, 33, the control windings 35 and 36 a current flows only during the half-waves of the excitation alternating voltage, in which the associated secondary terminal of the transformer 37 at positive potential lies. Thus, each of the windings is only during half of all the periods of the in Fig. 2, shown as a sinusoidal line, current flows through the excitation alternating voltage. If no input AC voltage signal is fed from the transformer 20, the emitter-collector junction 28-27 of transistor 26 provides a large impedance which only allows a weak current to pass in one direction, as it does in the graphical representation of FIG. 9 is shown. The potential at the connection point 34 or at the collector 27 of the transistor shows in the absence of an input AC voltage signal, d. H. in the idle state, a course as shown in FIG. 4 is shown. In F i G. 7 and 8 is the course of the current flowing through the control windings 35 and 36 shown.

Wenn man an die Primärwicklung des Transformators 20 ein Eingangswechselspannungssignal in Gestalt des modulierten Signals nach F i g. 3 anlegt, welches mit der Erregerwechselspannung im Synöhronismus ist, so moduliert dieses Signal das Potential der Basis 29 des Transistors (F i g. 5), der dann bei jeder positiven Halbwelle des Signals von einem Strom durchflossen wird. Der Kollektorstrom hat dann angenähert einen Verlauf, wie ihn F i g. 12 zeigt. In den Halbperioden der Erregerwechselspannung, in denen das Eingangswechselspannungssignal positiv ist; vermindert sich die Impedanz der Emitter-Kollektor-Strecke, so daß dann ein wesentlich stärkerer Strom diejenige der beiden Steuerwicklungen 35 und 36 durchfließt, die gerade während dieser Halbperioden gespeist wird. Während der anderen Halbperioden bleibt der Strom, der die andere Wicklung durchfließt, unverändert. Hierdurch ergibt sich für die Spannung am Verbindungspunkt 34 ein Verlauf, wie er in F i g. 6 dargestellt ist. Man erkennt hieraus, daß je nach der Phasenlage des Eingangswechselspannungssignals entweder die Wicklung 35 oder die Wicklung 36 von einem Strom durchflossen wird, dessen Größe den Ruhewert übertrifft, während der Strom in der anderen Wicklung unverändert bleibt, wie sich aus F i g. 10 und 11 ersehen läßt. Bei diesen beiden Figuren ist noch zu bemerken, daß das modulierte Signal, wie es beispielsweise in F i g. 3 dargestellt ist, in der Mitte des Diagramms seine Phasen-Lage wechselt.If you pass an input AC voltage signal to the primary winding of the transformer 20 in the form of the modulated signal according to FIG. 3 applies, which with the exciter alternating voltage is in synohronism, this signal modulates the potential of the base 29 of the Transistor (F i g. 5), which then with each positive half-wave of the signal from one Electricity flows through it. The collector current then has an approximate course, such as him F i g. 12 shows. In the half-periods of the alternating excitation voltage in which the AC input voltage signal is positive; the impedance of the emitter-collector path decreases, so that then a considerably stronger current is that of the two control windings 35 and 36 flows through, which is fed just during these half-periods. While of the other half-periods the current that flows through the other winding remains, unchanged. This results in a curve for the voltage at connection point 34, as shown in FIG. 6 is shown. It can be seen from this that depending on the phase position of the AC input voltage signal, either winding 35 or winding 36 is traversed by a current, the size of which exceeds the rest value, while the current in the other winding remains unchanged, as can be seen from FIG. 10 and 11 can be seen. It should also be noted in these two figures that the modulated Signal, as shown, for example, in FIG. 3 is shown in the middle of the diagram its phase position changes.

Claims

Claim: Phase-sensitive magnetic amplifier device with two balanced magnetic cores provided with control windings and output windings, with an arrangement for exciting the two control windings during corresponding half-waves of an alternating excitation voltage and with a common signal-controlled current control and amplifier element, which is controlled by an input signal of variable amplitude, whose phase is the same or is opposite to the phase of the alternating exciter voltage, is fed and which is arranged in such a way that the currents flowing through the corresponding control windings during corresponding periods of the alternating exciter voltage are influenced in the opposite sense and a reversible output signal occurs at the output windings, depending on the input signal, according to patent 1 047 252, characterized in that a transistor (26) is provided as the current control and amplifier element. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 428 643, 662107, 936 525; Electronics Magazine, February 1954, pp. 188-192; Proceedings IRE, September 1945, pp. 581-589; Zeitschrift Elektrotechnik und Maschinenbau, 1955, issue 6, p.131 and 132. When the application was announced, a priority document was displayed.