DE1288131B - Transistorsperrschwinger zur Erzeugung von Impulsfolgen mit getrennter Impuls- und Pausenzeitregelung - Google Patents

Transistorsperrschwinger zur Erzeugung von Impulsfolgen mit getrennter Impuls- und Pausenzeitregelung

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DE1288131B
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transistor
current
winding
blocking oscillator
magnetic core
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DE1967S0112089
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Roehrig Josef
Reicheneder Karl
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/30Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using a transformer for feedback, e.g. blocking oscillator

Description

  • Transistorsperrschwinger werden dann bevorzugt zur Impulserzeugung verwendet, wenn Impulse großer Amplitude zur Verfügung gestellt werden sollen. Wenn außerdem noch eine große Flankensteilheit der erzeugten Impulse und eine genau definierte Impulsdauer gefordert wird, verwendet man für den Rückkoppelübertrager des Sperrschwingers Material, das eine rechteckförmige Hystereseschleife aufweist. Derart aufgebaute Transistorsperrschwinger weisen dann bekanntlich außer einer im Hauptstromkreis des Transistors liegenden Wicklung und einer zwischen Basis und Emitter des Transistors angeschlossenen Rückkoppelwicklung als dritte Wicklung eine Rückstellwicklung auf. Über diese Rückstellwicklung wird der Magnetkern von einem konstanten Rückstellstrom jeweils in denjenigen Sättigungszustand zurückmagnetisiert, von dem aus er über die im Hauptstromkreis des Transistors liegende Wicklung während des leitenden Zustandes des Transistors von einem über den Hauptstromkreis des Transistors fließenden Strom ummagnetisiert worden war.
  • Für manche Anwendungsfälle derartiger Transistorsperrschwinger wird gefordert, daß sich die Impulszeit sowie die Pausenzeit der erzeugten Impulsfolgen unabhängig voneinander regeln lassen. So werden beispielsweise für die Wählregister in Fernsprechanlagen Impulsgeber benötigt, die Impulsfolgen mit den Impuls-Pausen-Zeitverhältnissen 60: 40 (ms) und 35: 35 (ms) liefern. Bei einem bekannten Transistorsperrschwinger der eingangs geschilderten Art (deutsche Auslegeschrift 1084 306) wird die Impulszeit und die Pausenzeit dadurch verändert, daß die den Strom durch die im Hauptstromkreis des Transistors liegende Wicklung bestimmende Spannung und die den durch die Rückstellwicklung fließenden Strom bestimmende Spannung jeweils in ihrer Amplitude variiert werden. Hierzu sind die Betriebsspannungsquelle des Transistors und die Rückstellspannungsquelle voneinander getrennt und jeweils regelbar. Wenn nur die Pausenzeit der Impulsfolge geändert werden soll, können gemäß einer Ausgestaltung des erwähnten bekannten Transistorsperrschwingers zwar die Betriebsspannung und die den Rückstellstrom hervorrufende Spannung konstant bleiben, also auch von ein und derselben Spannungsquelle geliefert werden, es ist jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel eine weitere Wicklung des Magnetkerns notwendig, der über die Hauptstromstrecke eines zusätzlichen Transistors eine Steuerspannung zugeführt werden muß.
  • Auch der erfindungsgemäße Transistorsperrschwinger dient zur Erzeugung von Impulsfolgen, deren Impuls- und Pausenzeit unabhängig voneinander regelbar ist. Er erfordert aber im Gegensatz zu dem bekannten Transistorsperrschwinger dieser Art nur einen geringen Mehraufwand gegenüber Transistorsperrschwingern, bei denen die Impuls- und die Pausenzeit nicht geregelt werden kann. Die Erfindung betrifft daher einen Transistorsperrschwinger mit einem Magnetkern aus Material mit rechteckförmiger Hystereseschleife, der von einem über die Hauptstromstrecke des Transistors fließenden Strom in den einen Sättigungszustand und von einem Rückstellstrom in den anderen Sättigungszustand ummagnetisiert wird, wobei jeweils in einer zwischen Basis und Emitter des Transistors angeschlossenen Rückkoppelwicklung des Magnetkernes den Transistor in Sperr- oder in Durchlaßrichtung beeinflussende Rückkoppelspannungen induziert werden. Dieser Transistorsperrschwinger ist dadurch gekennzeichnet, daß für den Strom, der infolge der Rückkoppelspannungen über die Rückkoppelwicklung fließt, zusätzlich zu dem bei leitendem Transistor ausgenutzten, ein einstellbares strombegrenzendes Schaltungselement enthaltenden Stromweg ein zweiter, während der Zeit der Sperrung des Transistors ausgenutzter Stromweg vorgesehen ist, der ebenfalls ein einstellbares strombegrenzendes Schaltungselement enthält, und daß die einstellbaren strombegrenzenden Schaltungselemente in den beiden Stromwegen zur voneinander unabhängigen Einstellung der Ummagnetisierungszeiten des Magnetkernes und damit der Impulszeit und der Pausenzeit der Impulsfolgen verwendet werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Transistorsperrschwingers führt der Stromweg, der während der Zeit der Sperrung des Transistors ausgenutzt wird, entweder über die Betriebsspannungsquelle des Transistors oder aber von der Basis des Transistors zu dem dem Emitter des Transistors zugewendeten Anschluß der Rückkoppelwicklung und enthält im letzteren Falle außer dem einstellbaren strombegrenzenden Schaltungselement eine Diode, die derart gepolt ist, daß die Ströme, die beim Auftreten von den Transistor in Durchlaßrichtung beeinflußende Rückkoppelspannungen über die Rückkoppelwicklung fließen, sperrt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden außerdem auch Angaben über die Anordnung der Wicklungen des Magnetkernes gemacht, über die durch den über die Hauptstromstrecke des Transistors fließenden Strom bzw. durch den Rückstellstrom der Magnetkern zwischen seinen beiden möglichen Sättigungszuständen hin und her magnetisiert wird. Während nämlich normalerweise zur Beeinflussung des Magnetkernes durch den Hauptstrom des Transistors und durch den Rückstellstrom zwei getrennte Wicklungen vorgesehen sind, beeinflussen gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung diese Ströme den Magnetkern über ein und dieselbe Wicklung, die so angeordnet ist, daß die beiden Ströme sie in entgegengesetzter Richtung durchfließen.
  • Außerdem wird noch ein Ausführungsbeispiel angegeben, bei dem der Transistorsperrschwinger aus zwei Transistoren aufgebaut ist und bipolare Impulse liefert. Es führt bei diesem Ausführungsbeispiel der zweite, zusätzliche Stromweg, der während der Zeit der Sperrung des Transistors ausgenutzt wird, über die Basis-Emitter-Strecke eines zusätzlichen Transistors. Dieser zusätzliche Transistor, der hier einen dem ursprünglichen Transistor entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist, bildet mit diesem zusammen eine symmetrische Anordnung, bei der sich immer ein Transistor im leitenden Zustand und der andere im gesperrten Zustand befindet. Bei dem letztgenannten Ausführungsbeispiel können außer den in die Basiszuleitung eingefügten einstellbaren strombegrenzenden Schaltelementen zusätzliche in die Kollektorleitungen der Transistoren eingefügte einstellbare strombegrenzende Schaltelemente vorgesehen sein. Dadurch kann der Regelbereich für die Impulszeit und die Pausenzeit der erzeugten Impulsfolgen noch erweitert werden.
  • Der erfindungsgemäße Transistorsperrschwinger wird bevorzugt zur Ansteuerung eines Impulsrelais verwendet.
  • Zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise des erfindungsgemäßen Transistorsperrschwingers und dessen verschiedenen Varianten dienen sechs Figuren.
  • F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Transistorsperrschwingers; F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Transistorsperrwingers, bei dem der während der Sperrung des Transistors ausgenutzte zweite Stromweg einen anderen Verlauf hat; F i g. 3 und 4 zeigen zwei Varianten des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 2, bei denen der Regelbereich erweitert ist; F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Transistorsperrschwingers, bei dem eine Wicklung des Magnetkernes eingespart ist; F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausf ührungsbeispiel des erfindungsgemäßen Transistorsperrschwingers, das zwei Transistoren enthält und zur Erzeugung bipolarer Impulse dient.
  • Der Transistorsperrschwinger gemäß F i g. 1 besteht aus einer induktiv rückgekoppelten Transistorverstärkerstufe. Diese Transistorverstärkerstufe enthält den Transistor T, der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vom npn-Typ ist. Der Kollektor dieses Transistors ist über die Wicklung des Relais I, zu dessen Ansteuerung der Transistorsperrschwinger dient, an dem positiven Pol einer Betriebsspannungsquelle angeschlossen. Der Emitter des Transistors T steht über den Widerstand R4 mit dem negativen Pol der Betriebsspannungsquelle in Verbindung. Zur induktiven Rückkoppelung dient ein Transformator, dessen Kern Maus Material mit rechteckförmiger Hystereseschleife besteht. Die Primärwicklung w1 dieses Transformators ist in die Emitterleitung des Transistors T eingefügt. Seine Sekundärwicklung w2 ist zwischen dem Emitter des Transistors T und dessen Steuereingang s angeschlossen und hat denselben Windungssinn wie die Wicklung w 1. Der Magnetkern M trägt außerdem noch eine Rückstellwicklung w3, deren Windungssinn dem der Wicklungen w1 und w2 entgegengesetzt ist. Der eine Anschluß der Rückstellwicklung w3 ist über den Widerstand R3 mit dem negativen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden, während ihr anderer Anschluß über einen Kontakt k mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle in Verbindung steht. Der Kontakt k dient zur Inbetriebnahme des Transistorsperrschwingers. Der Transistorsperrschwinger gemäß F i g. 1 enthält außerdem noch die beiden einstellbaren Widerstände R1 und R2. Sie liegen in zwei getrennten Stromwegen für Ströme, die beim Ummagnetisieren des Magnetkernes M infolge der an der Wicklung w2 auftretenden Rückkoppelspannungen durch diese Wicklung fließen. Der einstellbare Widerstand R1 liegt in dem Stromweg, der über die Wicklung w 2 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T führt, und der einstellbare Widerstand R2 liegt in einem zusätzlichen Stromweg, der über die Wicklung w2 und die Betriebsspannungsquelle des Transistors führt.
  • Die durch den einstellbaren Widerstand R2 und durch den Widerstand R4 bestimmte statische Vorspannung des Transistors T hat eine derartige Größe, daß dieser bei geschlossenem Schalter k normalerweise leitend ist. Die Größenverhältnisse der beiden Widerstände sollen so gewählt sein, daß auch bei einer Veränderung des Widerstandes R2 in den zur Regelung vorgesehenen Grenzen diese Bedingung eingehalten wird. Zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Transistorsperrschwingers wird also von einem Zustand der Schaltungsanordnung ausgegangen, in dem der Transistor T leitend ist und in dem der Sättigungszustand des Magnetkernes M durch den über die Wicklung w1 des Magnetkernes fließenden Strom bestimmt wird.
  • Bei Schließen des Kontaktes k fließt durch die Rückstellwicklung w3 ein Strom, der so groß sein soll, daß er den Magnetkern von dem durch den Strom durch die Wicklung w1 bestimmten Sättigungszustand in den entgegengesetzten Sättigungszustand ummagnetisieren kann. Während dieses Ummagnetisierungsvorganges wird an der Wicklung w2 eine Spannung induziert, die auf Grund des angegebenen Windungssinnes der statistischen Vorspannung des Transistors entgegengerichtet ist und auf Grund einer genügend großen Windungszahl diese Spannung überwiegt. Der Transistor wird daher durch die an der Wicklung w2 induzierte Steuerspannung vom leitenden in den gesperrten Zustand übergeführt. Das Potential an seinem Kollektor wechselt nun daher von einem während der Impulspause eingehaltenen negativen Wert auf einen während der Impulsdauer eingehaltenen positiven Wert über. Die Zeit, die der Magnetkern zur Ummagnetisierung von einem Sättigungszustand in den anderen benötigt, d. h. also die Impulspausenzeit der am Kollektor des Transistors T auftretenden, das Impulsrelais 1 beeinflussenden Impulse, ist im wesentlichen von der Größe des Stromes abhängig, der während des Ummagnetisierungsvorganges durch die Rückkopplungswicklung w2 fließt. Dieser Strom hat nämlich wiederum an der Wicklung, über die die Ummagnetisierung des Magnetkernes eingeleitet wurde, in diesem Falle die Wicklung w3, das Auftreten einer Gegenspannung zur Folge. Wenn also wie im Falle des erfindungsgemäßen Transistorsperrschwingers für den während der Ummagnetisierung über die Rückkopplungswicklung w2 fließenden Strom zusätzlich zu dem bei leitendem Transistor ausgenutzten Stromweg ein Stromweg vorgesehen ist, der ein einstellbares strombegrenzendes Schaltungselement enthält, kann die Zeit dieser Ummagnetisierung des Magnetkernes M und damit die Pausenzeit der erzeugten Impulsfolge eingestellt werden, Der Stromweg führt in diesem Falle vom positiven Pol der Betriebsspannungsquelle über den einstellbaren Widerstand R2, die Rückkoppelwicklung w2, die Wicklung w1 und den Widerstand R4 zurück zum negativen Pol der Betriebsspannungsquelle.
  • Wenn der Magnetkern M bis in seinen Sättigungsbereich ausgesteuert ist, verschwindet die an der Rückkoppelwicklung w2 induzierte, den Transistor sperrende Spannung, so daß jetzt wieder die statische den Transistor in den leitenden Zustand steuernde Spannung überwiegt. Bei Leitendwerden des Transistors steigt der durch die Wicklung w 1 fließende Strom an und hat an der Rückkopplungswicklung w2 das Entstehen einer Rückkopplungsspannung zur Folge, die so gerichtet ist, daß sie den Übergang des Transistors T in den leitenden Zustand noch unterstützt. Der hierdurch noch größer gewordene Strom durch die Wicklung w 1 ist nun in der Lage, den Magnetkern M wieder in seinen anderen Sättigungszustand zurückzumagnetisieren. Sobald die Sättigungslage des Magnetkernes erreicht ist, verschwindet die an der Rückkopplungswicklung w2 induzierte, den Transistor in den leitenden Bereich steuernde Spannung. Hierauf beginnt wieder eine Sperrung des Transistors T. Während des Rückfalls des Magnetisierungszustandes des Magnetkernes M vom Sättigungszustand in den Remanenzzustand wird nämlich an der Rückkopplungswicklung w2 eine Sperrspannung für den Transistor T induziert. Diese Sperrspannung wird noch vergrößert, wenn wie zu Beginn der geschilderten Vorgänge auf Grund des durch die Wicklung w3 fließenden Rückstellstromes der Magnetkern wieder in seinen anderen Sättigungszustand ummagnetisiert wird.
  • Bei der zuvor geschilderten Ummagnetisierung des Magnetkernes M infolge des über die Wicklung w 1 fließenden Stromes fließt wieder über die Rückkoppelwicklung w2 ein Strom, der den Ummagnetisierungsvorgang und in diesem Falle die Impulslänge der Impulsfolge bestimmt. Der Stromweg für diesen Strom führt jetzt über die niederohmige Basis-Emitter-Strecke des Transistors T. Zur Einstellung des Stromes und damit der Impulslänge dient der zwischen der Basis des Transistors und dem der Basis abgewendeten Anschluß der Rückkoppelwicklung w2 angeschlossene einstellbare Widerstand R1.
  • Die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die eine getrennte Impuls- und Pausenzeitregelung gestatten, können auch bei solchen Transistorsperrschwingern angewendet werden, bei denen der Rückstellstrom nicht aus der Vorspannungsquelle des Transistors, sondern beispielsweise durch Entladen eines Kondensators geliefert wird.
  • Die F i g. 2 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Diese Variante unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 im wesentlichen dadurch, daß der zusätzliche während der Zeit der Sperrung des Transistors ausgenutzte Stromweg nicht über die Betriebsspannungsquelle des Transistors, sondern von der Basis des Transistors zu dem dem Emitter des Transistors zugewendeten Anschluß der Rückkoppelwicklung w2 führt. Dieser zusätzliche Stromweg enthält außer dem einstellbaren Widerstand R2 noch die DiodeDl. Die Diode D1 ist so gepolt, daß sie Ströme, die bei Auftreten von den Transistor in Durchlaßrichtung beeinflussenden Rückkoppelspannungen über die Rückkoppelwicklung w2 fließen, sperrt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Ströme, die über den ersten und über den zweiten Stromweg fließen, unabhängig voneinander eingestellt werden können, was, wie schon angegeben, gleichbedeutend mit einer unabhängigen Regelung der Impuls- und der Pausenzeit der Impulsfolgen ist. Der Strom im ersten Stromweg, der von der Rückkoppelwicklung w2 über die niederohmige Basis-Emitter-Strecke des Transistors T führt, wird nämlich auch hier mit Hilfe des an die Basis des Transistors T angeschlossenen einstellbaren Widerstandes R 1 geregelt. Über den Stromweg, der den Widerstand R2 und die Diode D1 enthält, fließt hingegen während dieses Zustandes des Transistorsperrschwingers kein Strom, da die Diode D1 sperrt. Es hat also die Einstellung des Widerstandes R2 auch keinen Einfluß auf den im ersten Stromkreis fließenden Strom. Der bei dieser Schaltungsanordnung vorgesehene Verlauf des zusätzlichen Stromweges hat den Vorteil einer geringeren Abhängigkeit der Ummagnetisierungszeit von der Spannung der Betriebsspannungsquelle Der Regelbereich der Pausenzeit kann bei dieser Schaltungsanordnung an sich durch Vergrößern des strombegrenzenden Widerstandes R2 erweitert werden. Der Vergrößerung des Widerstandes R2 ist jedoch eine obere Grenze gesetzt, da hierdurch die Amplitude der an der Rückkoppelwicklung w2 induzierten Spannung ebenfalls vergrößert wird und somit, wenn diese Spannung so gepolt ist, daß sie die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T in Sperrichtung beansprucht, den Transistor zerstören könnte. In den F i g. 3 und 4 sind daher zwei Varianten der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 angegeben, bei denen der Regelbereich der Pausenzeit erweitert ist, ohne daß die Gefahr einer Zerstörung des Transistors entsteht.
  • In der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3, sind abweichend von der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 zusätzlich noch die Diode D2 und der Widerstand R6 vorgesehen. Der Widerstand R6 ist zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Tangeschlossen und dient zur Zuführung der Basisvorspannung. Die Diode D2 ist zwischen dem strombegrenzenden Widerstand R1 und der Basis des Transistors angeschlossen und hat dieselbe Polung wie dessen Basis-Emitter-Diode. Wenn nun die an der Rückkoppelwicklung w2 induzierte Spannung so gerichtet ist, daß sie die Basis-Emitter-Diode des Transistors T in Sperrrichtung beansprucht, wird die Diode D2 ebenfalls in Sperrichtung beansprucht, so daß der größte Teil der Sperrspannung an dieser Diode abfällt und der an die Basis-Emitter-Diode des Transistors T gelangende Teil der Sperrspannung diese nicht mehr gefährden kann. Bei dieser Schaltungsvariante hat also die Erweiterung des Regelbereiches durch Vergrößerung des strombegrenzenden Widerstandes R2 keine nachteiligen Folgen für den Transistor T.
  • Bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 ist die den Dioden D 1 in den Schaltungsanordnungen gemäß F i g. 2 und 3 entsprechende, hier ebenfalls mit D 1 bezeichnete Diode, die die Unabhängigkeit der Regelung von Impulszeit- und Pausenzeitverhältnis gewährleistet, nicht in Reihe, sondern parallel zum strombegrenzendenWiderstandR2 geschaltet. Diezusätzliche Diode D2 ist hier parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors geschaltet und derart gepolt, daß sie durch eine an der Rückkoppelwicklung w2 induzierte Spannung, die als Sperrspannung für den Transistor T wirkt, in Durchlaßrichtung gepolt ist, also eine derartige Sperrspannung begrenzt.
  • Die Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 4 weist außerdem noch abweichend von den Schaltungsanordnungen gemäß F i g. 1 bis 3 einen dem Kontakt k parallelen Kontakt i des Relais I, eine an den Kollektor des Transistors angeschlossene, zur Spule des Relais I in Reihe liegende Diode D3 und einen zwischen dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle und dem Kollektor des Transistors T angeschlossenen Widerstand R7 auf. Diese zusätzlichen Schaltelemente, die übrigens auch bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein können, dienen dazu, die Impulszeit und die Pausenzeit der von dem Transistorsperrschwinger abgegebenen Impulse unabhängig von der Dauer der Schließung des Kontaktes k zu machen, wie im folgenden kurz erläutert wird. Wenn nach Schließen des zum Anlassen des Transistorsperrschwingers dienenden Kontaktes k entsprechend den vorangegangenen Erläuterungen der Transistor T in den leitenden Zustand übergegangen ist, wird das Relais I erregt und damit der Kontakt i geschlossen. Da dieser Kontakt den Kontakt k überbrückt, hat das Öffnen des Kontaktes k zu diesem Zeitpunkt keinen Einfluß auf die Dauer, während der der Transistor T leitend ist. Dieser wird vielmehr, wie schon erläutert, erst dann wieder in den gesperrten Zustand übergeführt, wenn nach Ummagnetisierung des Magnetkernes durch den über die Wicklung ii,l fließenden Strom eine Sättigung des Magnetkernes M erreicht ist.
  • Ist dagegen die Schließungszeit des Kontaktes k derart kurz, daß es überhaupt nicht zu einem Anlassen des Transistorsperrschwingers kommt, so muß dafür Sorge getragen werden, daß die geringfügige, während der kurzen Schließungszeit durch den Rückstellstrom bewirkte Magnetisierung des Magnetkernes M wieder rückgängig gemacht wird, so daß bei einem erneuten Schließen des Kontaktes k sofort wieder eine Impulspause der vollen vorgeschobenen Länge auftritt. Aus diesem Grunde sind die Schaltelemente R7 und D3 vorgesehen. Da durch den Widerstand R7 auch bei geöffneten Kontakten k und i der Arbeitsstromkreis des Transistors geschlossen ist, kann durch die Wicklung w 1 auch jetzt ein Strom fließen, dessen Wirkung infolge des entgegengesetzten Wicklungsverhältnissesder Wicklungen ivl und w3 die durch den Rückstellstrom hervorgerufene teilweise Magnetisierung des Magnetkernes wieder rückgängig macht. Die Diode D3 verhindert dabei, daß der über den Widerstand R7 gelieferte Strom auch über die Spule des Relais I fließt.
  • Die Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 5 weist eine weitere Verbesserung gegenüber den Schaltungsanordnungen gemäß den F i g. 1 und 2 auf. Bei den beiden ersten Schaltungsanordnungen sind zur Ummagnetisierung des Magenetkernes M zwischen seinen beiden Sättigungszuständen jeweils zwei Wicklungen vorgesehen, von denen die eine durch den Rückstellstrom und die andere durch einen über die Hauptstromstrecke des Transistors gelieferten Strom durchflossen wird. Bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 wird demgegenüber eine Wicklung des Magnetkernes eingespart. Bei dieser Schaltungsanordnung, die im übrigen mit der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 übereinstimmt, beeinflussen nämlich derüber dieHauptstromstrecke des Transistors gelieferte Strom und der Rückstellstrom den Magnetkern über ein und dieselbe Wicklung. Es ist dies die Wicklung 11'13, die zwischen dem Emitter des Transistors T und der Verbindung der Spannungsteilerwiderstände R3 und R5 eines von der Betriebsspannungsquelle gespeisten Spannungsteilers angeschlossen ist. Die Wicklung ir 13 liegt damit in der einen Diagonalen einer Brückenschaltung, deren Zweige durch die Widerstände R3, R4, R5 und durch die Reihenschaltung der Widerstände R1 und R2 und der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T gebildet werden. An der anderen Diagonalen dieser Brückenanordnung liegt die Betriebsspannung. Beim Übergang des Transistors T vom leitenden in den gesperrten Zustand und umgekehrt wird diese Brückenschaltung derart verstimmt, daß sich der Strom in der Wicklung iv13 jeweils umkehrt, so daß eine Magnetisierung des Magnetkernes in beiden Magnetisierungseinrichtungen möglich ist. Im übrigen spielen sich bei dieser Schaltungsanordnung dieselben Vorgänge ab, wie sie im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 erläutert wurden.
  • In der F i g. & ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung darstellt, bei dem zum Aufbau des Sperrschwingers zwei Transistoren verwendet sind und bei dem die Impuls- und die Pausenzeit der erzeugten Impulsfolgen in weiteren Grenzen als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen verändert werden können. Der zusätzliche Stromweg für den gesperrten Transistor über die Rückkopplungswicklung w2 fließenden Strom führt bei dieser Schaltungsanordnung über die Basis-Emitter-Strecke eines zusätzlichen Transistors von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, über dessen Hauptstromstrecke der Rückstellstrom geliefert wird. Dementsprechend ist bei dieser Schaltungsanordnung außer dem npn-Haupttransistor T1 der pnp-Transistor T2 vorgesehen. Beide Transistoren bilden zusammen mit den an ihre Elektroden angeschlossenen Schaltelementen eine symmetrische Anordnung, bei der immer ein Transistor leitend und ein Transistor gesperrt ist. In die Kollektorleitung des Transistors TI ist die Wicklung w1 des Magnetkernes eingefügt, über die dieser in der einen Richtung ummagnetisiert wird, und in die Kollektorleitung des Transistors T2 ist die Rückstellwicklung w3 eingefügt, über die der Magnetkern durch den Rückstellstrom in der anderen Richtung ummagnetisiert wird. Die dritte Wicklung 11,2 des Magnetkernes ist zwischen den miteinander verbundenen Emittern der Transistoren und dem Verbindungspunkt der in Reihe geschalteten, in die Basiszuleitungen der Transistoren eingefügten einstellbaren Widerstände R1 und R2 angeschlossen. Zur Regelung der Impuls- und der Pausenzeit sind außer den einstellbaren Widerständen R1 und R2 noch die beiden einstellbaren Widerstände R11 und R12 vorgesehen, die in die Kollektorleitungen der beiden Transistoren T1 und T2 eingefügt sind.
  • Bei Betätigung des Kontaktes k spielen sich wieder entsprechende Vorgänge ab wie bei den zuvor beschriebenen Schaltungsanordnungen: Der über die Hauptstromstrecke des Transistors T2 gelieferte und über die Rückstellwicklung w3 fließende Strom bewirkt eine Ummagnetisierung des Magnetkernes, was wiederum in der Rückkoppelwicklung w2 das Auftreten einer den Transistor T1 sperrenden Spannung zur Folge hat. Bei Erreichen der Sättigung des Magnetkernes M verschwindet die den Transistor T1 sperrende Rückkoppelspannung, und wenn die Magnetisierung des Magnetkernes M danach vom Sättigungswert in den Remanenzwert zurückfällt, wird in der Rückkoppelwicklung 11,2 eine entgegengerichtete Spannung induziert, die den Transistor T1 leitend macht. Die den Transistor T1 in den leitenden Zustand steuernde Spannung sperrt andererseits den Transistor T2. Der Übergang in den leitenden Zustand des Transistors TI bzw. der Übergang in den gesperrten Zustand des Transistors T2 wird jeweils noch durch die induktive Kopplung zwischen den Wicklungen ivl und w2 bzw. >v3 und w2 unterstützt. Wenn der Transistor T1 voll ausgesteuert ist, reicht sein Kollektorstrom aus, über die Wicklung w 1 den Magnetkern in einen anderen Sättigungszustand umzumagnetisieren. Bei erreichter Sättigungsummagnetisierung bzw. bei dem anschließenden Zurückfallen auf die Remanenzmagnetisierung des Magnetkernes wechselt die Rückkopplungsspannung an der Rückkoppelwicklung iv2 ihre Richtung wieder, so daß die Transistoren T1 und T2 wieder jeweils in den anderen Leitfähigkeitszustand übergehen.
  • Die Ummagnetisierungszeit des Magnetkernes M wird auch hier wieder im wesentlichen durch den infolge der Rückkoppelspannungen durch die Rückkoppelwicklung w2 fließenden Strom beeinflußt. Bei leitendem Haupttransistor T1 fließt dieser Strom über die Basis-Emitter-Strecke des Haupttransistors T1. Bei gesperrtem Haupttransistor T1 fließt dieser Strom über die Basis-Emitter-Strecke des zusätzlichen Transistors T2. Dieser Strom ist im einen Fall durch den einstellbaren Widerstand R1 und im anderen Fall durch den einstellbaren Widerstand R2 regelbar. Die Ströme über die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren haben auch Ströme durch die in die Kollektorleitungen der zugehörigen Transistoren eingefügten Wicklungen iv3 und ivl zur Folge. Auch die Ströme durch diese Wicklungen beeinflussen die Ummagnetisierungszeit des Kernes, denn sie rufen jeweils an der Wicklung, über die gerade eine Ummagnetisierung des Kernes zustande gebracht wird, eine die Ummagnetisierung verzögernde Gegenspannung hervor. Zur Regelung der durch die Wicklungen ivl und iv3 fließenden Ströme dienen die einstellbaren Widerstände r11 und r12. Es stehen daher bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 zur Regelung der Impuls-bzw. der Pausenzeit der Impulsfolgen jeweils zwei Regelmöglichkeiten zerr Verfügung, nämliche regelbare Widerstände in der Basiszuleitung und in der Kollektorzuleitung des einen Transistors zur Regelung der Impsteeit und regelbare Widerstände der Basiszuleiteg send in der Kollektorzuleitung des anderen TraotWors zur Regelung der Pausenzeit der Impulsfolgen. Die Impulszeit und die Pausenzeit können bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen TransWorspexrßchwingers daher in weiteren Grenzen gereg* worden als bei den zuvor beschriebenen Ausführmpieispielen.
  • Auch bei Schaltungsanordnungen, die aus zwei Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps aufgebaut sind, kinn durch artsprechende Maßnahmen eine unabhängige Regelung von Impuls- und Pausenzeit erreicht werden, wobei sich auch hier der Vorteil eines erweiterten Regelbereiches ergibt.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Transistorsperrschwinger zur Erzeugung von Impulsfolgen mit einem Magnetkern aus Material mit rechteckförmiger Hystereseschleife, der von einem über die Hauptstromstrecke des Transistors fließenden Strom in den einen Sättigungszustand und von einem Rückstellstrom in den anderen Sättigungszustand ummagnetisiert wird, wobei jeweils in einer zwischen Basis und Ernitter des Transistors angeschlossenen Rückkoppelwicklung des Magnetkernes den Transistor in Sperr- oder in Durchlaßrichtung beeinflussende Rückkoppelspannungen induziert werden, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß für den Strom, der infolge der Rückkoppelspannungen über die Rückkoppelwicklung (w2) fließt, zusätzlich zu dem bei leitenden Transistor (T) ausgenutzten, ein einstellbares strombegrenzendes Schaltungselement (R1) enthaltenden Stromweg ein zweiter während der Zeit der Sperrung des Transistors (T) ausgenutzter Stromweg vorgesehen ist, der ebenfalls ein einstellbares strombegrenzendes Schaltungselement (R2) enthält, und daß die einstellbaren strombegrenzenden Schaltungselemente (R1, R2) in den beiden Stromwegen zur voneinander unabhängigen Einstellung der Ummagnetisierungszeit des Magnetkerns (M) und damit der Impulszeit und der Pausenzeit der Impulsfolgen verwendet werden (F i g. 1 bis 5).
  2. 2. Transistorsperrschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromweg, der für einen Strom vorgesehen ist, der bei Auftreten einer den Transistor (T) in Durchlaßrichtung beeinflussenden Rückkoppelspannung fließt, über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors (T) führt (F i g. 1 bis 5).
  3. 3. Transistorsperrschwinger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, während der Zeit der Sperrung des Transistors (T) ausgenutzte Stromweg über die Betriebsspannungsquelle des Transistors führt (F i g. 1, 5).
  4. 4. Transistorsperrschwinger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche, während der Zeit der Sperrung des Transistors (T) ausgenutzte Stromweg von der Basis des Transistors (T) zu dem dem Emitter des Transistors zugewendeten Anschluß der Rückkoppelspule (w2) führt und außer einem einstellbaren strombegrenzenden Schaltungselement (R2) eine Diode (D 1) enthält, die derart gepolt ist, daß sie die Ströme, die beim Auftreten von den Transistor (T) in Durchlaßrichtung beeinflussenden Rückkoppelspannungen über die Rückkoppelspule fließen (w) sperrt (F i g. 2 bis 4).
  5. 5. Transistorsperrschwinger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Hauptstromstrecke des Transistors (T) fließende Strom und der Rückstellstrom den Magnetkern über ein und dieselbe Spule (w13) beeinflussen, die sie in entgegengesetzter Richtung durchfließen (F i g. 5).
  6. 6. Transistorsperrschwinger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bei gesperrtem Transistor (T1) ausgenutzte zusätzliche Stromweg über die Basis-Emitter-Strecke eines zusätzlichen Transistors (T2) führt, über dessen Hauptstromstrecke der Rückstellstrom geliefert wird, und daß die beiden Transistoren (T1, T2) eine symmetrische Anordnung bilden, bei der immer ein Transistor leitend und ein Transistor gesperrt ist (F i g.,6).
  7. 7. Transistorsperrschwinger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren (T1, T2) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisen (F i g. 6). B.
  8. Transistorsperrschwinger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer den in die Basiszuleitungen der beiden Transistoren (T1, T2) eingefügten einstellbaren strombegrenzenden Schaltungselementen (R1, R2) zusätzliche einstellbare strombegrenzende Schaltungselemente (R11, R12) in die Kollektorleitungen der Transistoren (T1, T2) eingefügt sind, und daß die Kollektorleitungen der Transistoren (T1, T2) außer den strombegrenzenden Schaltungselementen (R 11,R 12) jeweils eine Wicklung (ivl, iv3) des Magnetkernes (M) enthalten, über die der Magnetkern (M) zwischen den beiden seiner möglichen Sättigungszustände hin und her magnetisiert wird (F i g. 6).
  9. 9. Transistorsperrschwinger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Ansteuerung eines Relais (e) dient (F i g. 1 bis 6).
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