DE1437842A1 - Blocking oscillator with transistor as timer - Google Patents

Blocking oscillator with transistor as timer

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DE1437842A1 DE19651437842 DE1437842A DE1437842A1 DE 1437842 A1 DE1437842 A1 DE 1437842A1 DE 19651437842 DE19651437842 DE 19651437842 DE 1437842 A DE1437842 A DE 1437842A DE 1437842 A1 DE1437842 A1 DE 1437842A1
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Description

Wo Beich, Oberingenieur Έ Wo Beich, chief engineer Έ

MerzhauserMerzhauser

H37841 fir nr JlH37841 fir n r Jl

Sgerrschwinger mit Transistor alsZeitgj3berV J Sger oscillator with transistor as a Zeitgj3berV J

Sgerrschwinger mit Transistor als^Zeitgj3berVSgerrschwinger with transistor as ^ Zeitgj3berV

Der Anmelder hat in einem DBP 1107270 eine Sperrschwingerschaltung beschrieben, die dadurch wirksam ist, dass die Sperrung des Oszillators durch Dioden zwischen der Emitterstrecke und d er Basis erfolgt, wobei einmal dafür gesorgt ist, dass Emitter- und Basisspannung übereinstimmen und über eine zweite Diode in der Flussrichtung von der Basis zum Pluspol der Spannungsquelle mit einem regelbaren Widerstand die Einstellung der Schwingungsamplitude und des Schwingungseinsatzpunktes geschaltet wird· Diese Sperrseh^ingerschaltung wird aber durch einen Ansto'sschwinger, also durch Eingabe eines entsprechenden Impulses geöffnete Auch alle anderen bekannten Sperrschwingerschaltungen arbeiten nach dem gleichen Prinzip β Sie benötigen zur Aufhebung & τ Sperrung einen negativen Impuls bei Verwendung eines Germanium-Transist· Die Sperrahwingerschaltungen lassen sich also nicht für selbsttätige Zeitgeber anwenden. Nun sind Multivibratoren bekannt, die aber ungeheuer temperatur- und spannungsabhängig sind und als Zeitgeberschaltungen nur für Zwecke in Betracht kommen, wo auf die Genauigkeit überhaupt kein Wert zu legen ist, wo also Differenzen in der Zeit bis zu 5Ο96 und mehr auftreten können in Abhängigkeit von d er Spannung oder der Temperatur. Solche Multivibratoren sind beispielsweise für Zeitgeber wie Uhren oder Impulsgeber für Schaltgeräte mit hoher Genauigkeit absolut ungeeignet. Es bestehen auch keine Möglichkeiten, solche Multivibratoren so zu stabilisieren, dass sie unabhängig von der Spannung und der Temisperatur arbeiten. Insbesondere dann nicht, wenn als Stromquelle eine normale Trockenbatterie, welche ihre Spannung beispielsweise von 1,6 bis 1 Volt im Laufe des Gebrauches ändert, Verwendung finden soll.In a DBP 1107270, the applicant has described a blocking oscillator circuit which is effective in that the oscillator is blocked by diodes between the emitter path and the base, once it is ensured that the emitter and base voltages match and via a second diode the direction of flow from the base to the positive pole of the voltage source with a controllable resistor, the setting of the oscillation amplitude and the oscillation start point is switched.This blocking circuit is opened by a trigger oscillator, i.e. by inputting a corresponding pulse same principle β You need a negative pulse to cancel & τ blocking when using a germanium transistor · The blocking oscillator circuits can therefore not be used for automatic timers. Now multivibrators are known, but they are extremely temperature and voltage dependent and can only be used as timer circuits for purposes where the accuracy is not at all important, so where differences in time of up to 5Ο96 and more can occur depending on the voltage or the temperature. Such multivibrators are absolutely unsuitable, for example, for timers such as clocks or pulse generators for switching devices with high accuracy. There are also no ways to stabilize such multivibrators in such a way that they work independently of the voltage and temperature. In particular, not if a normal dry battery, which changes its voltage, for example from 1.6 to 1 volt in the course of use, is to be used as the power source.

3 c 909805/080 1 j 3 c 909805/080 1 j

C06C06

Der Zweck der vorliegenden Erfindung soll nun Haiti, eine Sperrachvingerschaltune; aufzubauen, welohe temperatur— und spannungaunixbhängig ist und selbsttätig genaue Zeitimpulse abgibt. Die Sparrschwingersohaltung ale Zeitgeber mit Transistor und Onzillatorspula zur Abgnbo des Zoitimpulaes 1st also dadurch gekennzeichnet, dass am den eigentliohen Schalttransißtor anstelle der Dioden ein Siliciumtransistor über Koppelglieder angeschaltet ist. Der Silicium-Transistor vird' so an die Basia des Sohalttranaistors geschaltet, wie bisher in der beschriebenen Anmeldung, die Dioden. Aber es werden entsprechende Koppelglieder eingefügt. Die Wirkungsweise der Schaltung sei wie folgt beschrieben: The purpose of the present invention is now to Haiti, a Sperrachvingerschaltune; to be built up, depending on temperature and voltage and automatically emits precise time pulses. The Sparrow-swinging posture All timers with transistor and oscillator coil for abgnbo of the Zoitimpulaes is characterized by the fact that on the proper Switching transistor instead of diodes is a silicon transistor is switched on via coupling links. The silicon transistor works like this connected to the Basia of the Sohalttranaistor, as previously described in the Registration, the diodes. But corresponding coupling links are inserted. The mode of operation of the circuit is described as follows:

Der Schalttranoiüjtor 1 mit der Impulsabgabespule 2 wird mit einemThe Schalttranoiüjtor 1 with the pulse delivery coil 2 is with a

Widerstand/oder einer Diode 4 so an die positive Spannung gelegt, df ina kein Ruhestrom flieesen kann, d.h. die Basis wird in Zustan-d praktisch an den Pluspol der Batterie gelegt un>i. hat <lie gleiche Spannung wie der Emitter. Der Silicium-Transistor 5 wird über eine Wldoretandskombination 8/7 zur Aufladung eines Kondensators 6 verwendet. Die Kollektorotreoke liegt direkt als 'zweite Diode an der Basis des Sohalttransistora, gegebenenfalls über einen Widerstand 9 anstelle der bisherigen Diode 10. Bs ergibt sich nun, dass über den Widerstand θ dar Kondensator 6 aufgeladen wird, wobei der Ladestrom so bemessen int, daaa eine Oeffmmg des 3iliolum-Transistor3 nicht erfolgen kann,, Bekanntlich besitzt der Silicium-Sransistor eine Schleusenapannung vonResistance / or a diode 4 is connected to the positive voltage in such a way that no quiescent current can flow, ie the base is practically connected to the positive pole of the battery in state d and> i. has the same voltage as the emitter. The silicon transistor 5 is used to charge a capacitor 6 via a Wldoretandskombination 8/7. The Kollektorotreoke is located directly as a second diode at the base of the Sohalttransistora, possibly via a resistor 9 instead of the previous diode 10. Bs it now results that the capacitor 6 is charged via the resistor θ, the charging current being dimensioned int, daaa one Opening of the 3iliolum transistor3 cannot take place, as is well known that the silicon transistor has a lock voltage of

(O ungefähr 0,6 bis 0,7 Volt. Erst wenn über die Widerstandskcmbinat3 on (O about 0.6 to 0.7 volts. Only when the resistor connector 3 is on

<o und Jf wobei der Widerstand 7 im Verhältnis zu 8 sehr klein iatP dor<o and Jf where the resistance 7 in relation to 8 is very small iat P dor

^ Kondensator 6 auf diese Sohleusenspannung aufgeladen wird, kann oich ο der Silloium-Transiator 5 öffnen und steuert damit über seinen Kollek-'^ tor den Sohalttranaiator auf. Durch die Oeffming des Scgaltrranaintor 1 entnteht aber am Kollektor eine positive 3pannung, walcho Ubox· dio Tw»>iii nohfrnhAnuule nach minus flionnt. Dieoo positive Spannung wxrkl.^ Capacitor 6 is charged to this sole voltage, can oich ο the Silloium Transiator 5 open and thus controls via its Kollek - '^ Open the hold repeater. Through the opening of the Scgaltrranaintor 1, however, there is a positive 3voltage at the collector, walcho Ubox · dio Tw »> iii nohfrnhAnuule to minus flionnt. Theoo positive voltage wxrkl.

C°PV BAD ORIGINAL C ° PV BAD ORIGINAL

aber gleichzeitig an dem Gegenpol des Kondensators und nebi dort das Potential auf die gleiche positive Spannung wie sie der Spannung am Kollektor entspricht, d.h. der Kondensator wird vollständig umgeladen. Hierdurch wird der Silicium-Transistor wieder gesperrt und der Kondensator wird über die Impulsabgabespule 2 wieder an minus der Batteriespannung gelegt. Der Vorgang wiederholt sich in gleicher Weise ständig. Der Widerstand 7 büdet im Zusammenhang mit dem Kondensator 6 eine Zeitkonstante, die für die Oeffnung des Silicium-Transistorsbut at the same time at the opposite pole of the capacitor and besides that there Potential to the same positive voltage as it corresponds to the voltage at the collector, i.e. the capacitor is completely reloaded. As a result, the silicon transistor is blocked again and the capacitor is again connected to minus the battery voltage via the pulse output coil 2 placed. The process is repeated over and over again in the same way. The resistor 7 is connected to the capacitor 6 a time constant for the opening of the silicon transistor

T"T "

massgebend ist· Mit dem Eegelwiderstand 8 kann man die Zeitdauer, also die Impulsfolge» einstellen, da von diesem die Aufladung des Kondensators abhängt. Der Widerstand 9 soll nur den Strom begrenzen, der durch den Germaniumtransistor als Schalttransistor oder auch durch einen Silicium-Transistor als Schalttransistor fliessia kann0 Die Schaltung weisst folgende Torteile auf: Die Impulsfolgefrequenz bleibt immer gleich» Sie ist unabhängig von der Spannung und der Temperatur. Es ändert sich lediglich mit diesem die Zeitdauer der Einschaltung, also das Verhältnis, das Tastverhältnis zwischen Einschaltung und Pause. Dies ist aber für Zeitgeber uninteressant, wesentlich ist nur, dass die Einschaltfolge, also die eigentliche Frequenz, unabhängig von allen Faktoren konstant gehalten wird, Durch, die Ausnutzung des Silizium-Transistors anstelle der Dioden mit seiner Schleusenspannung ist dies in weiten Grenzen der Fall» Bei Verwendung von zwei Silicium-Transistoren muss selbstverständlich der Schalttransistor von der Gegentype, also n-p-n-, wenn als erster Transietor ein p-n-p-Typ angewendet wird, genommen werden wegen der Aufsteuerung der Basis und der Um-The decisive factor is · The level resistor 8 can be used to set the duration, ie the pulse sequence, as the charging of the capacitor depends on this. The resistor 9 should only limit the current flowing through the germanium transistor as a switching transistor or by a silicon transistor as a switching transistor fliessia can 0 The circuit know the following door sections on: the pulse repetition rate is always the same "She is independent of the voltage and temperature. It only changes with this the duration of the switch-on, i.e. the ratio, the duty cycle between switch-on and pause. However, this is of no interest for timers, it is only essential that the switch-on sequence, i.e. the actual frequency, is kept constant regardless of all factors. By using the silicon transistor instead of the diodes with its gate voltage, this is the case within wide limits » When using two silicon transistors, the switching transistor of the opposite type, i.e. npn-, if a pnp-type is used as the first transistor, must of course be used because of the control of the base and the reversal.

ο steuerung des Ladezustandes des Kondensators im Moment des Schalt-ο control of the state of charge of the capacitor at the moment of switching

a. !a. !

~? Vorganges· , ~? Process,

< Wenn die Schaltfrequenz in sehr weiten Temperaturgrenzen konstant gehal- ·<If the switching frequency is kept constant within very wide temperature limits-

>5 ■ ■ < > 5 ■ ■ <

χ ten werden soll, so kann man für den Widerstand 9 einen temperatur- < abhängiggen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten wählen, < χ should be, one can select a temperature-dependent resistor with a negative temperature coefficient for the resistor 9, <

oder man kann den Kondensator selbst mit einem solchen Widerstand überbrücken oder den Widerstand 7 in gleicher Form wählen«, Die Möglichkeiten der Schaltungen sind außerordentlich bedeutend, insbesondere für die Impulsabgäbe von niederfrequenten Impulsen, ζ. Β« von 1 Herz oder 10 Herz usw0 Es erfolgt ©ine ganz genaue Zeithaltung, so dass man also damit direkt Zeitinipulse für die Uhren abnehmen kann oder als Signalgeber oder für Seitmarken usw» Ein weiterer Vorteü der Schaltung besteht noch darin, dasa man diese auch direkt an Wechselspannung betreiben kann und beispielsweise 50 H oder 60 H als Speisespannung verwendet« Dann kann man die Schaltung so auslegen, dass nur jeder zehnte Impuls oder jede andere Anzahl, so dass wieder eine Impulsabgabe von einer Sekunde erfolgt, entsteht.or the capacitor itself can be bridged with such a resistor or the resistor 7 can be chosen in the same form. Β «from 1 heart or 10 heart etc. 0 There is a very precise time keeping, so that you can use it to directly take time pulses for the clocks or as a signal generator or for side marks etc.» Another advantage of the circuit is that it can be used can also operate directly on AC voltage and use, for example, 50 H or 60 H as a supply voltage. «Then the circuit can be designed so that only every tenth pulse or any other number occurs, so that again a pulse is emitted for one second.

Dian braucht in diesem EaIl nur die Kondensatorwerte und Widerstandswerte so zu wählen, dass beispielsweise 60 nachfolgende Impulse erforderlich sind, um den Kondensator 6 so weit aufzuladen, dass ein Schaltimpuls über den Silicium—Transistor abgegeben wird» D.h. dass erst nach 60 Impulsen eine Spannung an dem Transistor entsteht, welche der Schleusenspannung entspricht· Zur Strombegrenzung kann man selbstverständlich bei Verwendung höherer Spannungen, wie beispielsweise direkter Netzspannung , noch entsprechende Widerstände in die Basis- und Kollektorleitung legen, damit die Span» n.ung so weit heruntergesetzt wird, dass nur Teüspannungen in der Schaltung wirksam werden. Es ist auch möglich, einen Spannungsteiler in die Netzleitung zu legen und an diesem nur die Spannung abzugreifen, welche für die Arbeit der Sperrschwingerschaltung erforderlich ist· In jedem Fall müssen Teilspannungen zur Verfügung stehen, die so niedrig sind, dass erst über eine erforderliche Zeit, die als Frequenz gewünscht vrird, über den Widerstand 8 der Kondensator 7 impulsförmig über die entsprechende Anzahlg Impulse aufgeladen wird. AusgenutztIn this EaIl, Dian only needs to select the capacitor values and resistance values so that, for example, 60 subsequent Pulses are required to charge the capacitor 6 to such an extent that a switching pulse is emitted via the silicon transistor will »I.e. that only after 60 pulses does a voltage appear on the transistor, which corresponds to the lock voltage · To limit the current you can of course when using higher voltages, such as direct mains voltage, place appropriate resistors in the base and collector lines so that the span » n.ung is reduced so far that only partial voltages in the circuit are effective. It is also possible to add a voltage divider to the To lay the power line and only tap the voltage from it, which for the work of the blocking oscillator circuit is required · In any case, partial voltages must be available that are so low are that only have a required time that is desired as a frequency vrird, via the resistor 8, the capacitor 7 is charged in pulse form over the corresponding number of pulses. Exploited

9 0 9805/0801 . ·/·9 0 9805/0801. · / ·

U37842U37842

eine Eaibwean eaibwe

Atisgenutzt wird hierbei jeweils nur die eine Eaibwelle des Wechselstroms und der Kondensator wird mit Teilspannungen soweit aufgeladen, dass wieder die Schleusenspannung erreicht ist und der Schalttransistor öffnet. Im Prinzip kann man jede beliebige Wechselspannungsfrequenz mit dieser Schaltung in niederfrequente Einschaltimpulse hoher Genauigkeit umwandeln· Für hohe Frequenzen kann es vorteilhaft sein, anstelle der Widerstände 3 und 9 entsprechende Dioden mit hoher Schaltfrequenz # und 10 einzusetzen»Only one output wave of the alternating current is used here and the capacitor is charged with partial voltages until the lock voltage is reached again and the switching transistor opens. In principle you can use any alternating voltage frequency convert this circuit into low-frequency switch-on pulses with high accuracy · For high frequencies it can be advantageous instead of the Resistors 3 and 9 corresponding diodes with high switching frequency # and 10 insert »

Der ganz ausserordentlich grosse Vorteil dieser Sperrschwingerschaltung liegt darin, dass nur sehr wenige Schaltelemente benötigt werden und dass ein exakter Zeitgeber, der vielseitig verwendbar ist, damit aufzubauen ist· Insbesondere für uhren sind ausser diesem Impulsgeber nur noch das Sekundenrad und die nachfolgenden Minuten- und Stundenräder erforderlich. Bs erfolgt selbttätig die Weiterschaltung alle Sekunden über die Impulsabgabespule 2· Die Spule kann selbstverständlich auch dazu benutzt werden, über entsprechende Ausgangsschaltungen , Zeitmarken oder Steuerungen vorzunehmen· Besitzt die Impulsabgabespule 2 einen hohen Selbstinduktionswert, so ist es zweckmässig, einen Kondensator über diese Spule zuschalten, um Eigenschwingungen, die durch !Rückkopplungen aus dem gesamten Werk entstehen können, zu vermeiden Will man gleichzeitig auch das Tastverhältnis zwischen linschaltdauer und Pausendauer verändern, so ist es bei Wechselspannung möglich, den Widerstand 9 durch einen ent-The extremely big advantage of this blocking oscillator circuit is that only very few switching elements are required and that an exact timer, which can be used in many ways, can be built with it is · In particular for watches, apart from this pulse generator, there are only these Second wheel and subsequent minute and hour wheels required. The switching takes place automatically every second via the pulse output coil 2 · The coil can of course also be used via corresponding output circuits, time stamps or controls · If the pulse output coil 2 has a high self-induction value, it is advisable to place a capacitor across this coil switch on to avoid natural vibrations caused by! feedback from the entire work can arise, one wants to avoid at the same time also change the duty cycle between switching duration and pause duration, so it is possible with alternating voltage, the resistor 9 by a separate

»
sprechenden Kondensator zu ersetzeno
»
to replace speaking capacitor o

Es ergibt sich also eine völlig neue Schaltungsart, die bisher nicht bekannt ist, die nicht wie ein Multivibrator durch Umkippen von einem Zusondern
stand in den anderen arbeitet,/die selbsttätige Schaltimpulse bildet und diese an einen Schalttransistor abgibt. Der besonders überraschende Effekt dieser Schaltung dafcei ist, dass es gleichgültig» ist, ob man diese mit Gleich- oder Wechselspannung betreibt· Es können trotzdem immer die ge-
The result is a completely new type of circuit, which has not been known up to now, which does not separate like a multivibrator by tipping over from one another
stood in the other works, / which forms automatic switching impulses and transmits them to a switching transistor. The particularly surprising effect of this circuit is that it does not matter whether it is operated with direct or alternating voltage.

wünschten niederfrequenten Impulsfolgen gebildet werden, Λ 909805/OSCndesired low-frequency pulse trains are formed, Λ 909805 / OSCn

!!Sperrschwinger als Zeitgeber mit Transistor und Oszillatorspule zur Abgabe des Zeitimpulses, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schalttransistor ein Silieium-Transistor mit über Koppelglieder anstelle der Dioden angeschaltet ist·!! Blocking oscillator as a timer with transistor and oscillator coil for Delivery of the time pulse, characterized in that to the switching transistor a silicon transistor with coupling elements instead of diodes is switched on

1 ο Sperrschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 9 dass der Si-Lieium-Transistor übar die physikalisch festliegende Sehleusenspamiuiig Lmpulsförmig geöffnet wird und dabei den Schalttransistor einschaltete 3· Sperrschwinger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet 9 dass ler Ladekondensator durch Einschaltung des Arbeitstransistors gleichzeitig umgeladen wird, da der Kondensator mit einem Ende am Kollektor oder Smitter des Schalttransistors angeschaltet isto J-. Sperrsehwingte r nach Ansprächen 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung auch für die Bildung von niederfrequenten impulsen bei Speisung durch Wechselspannung beliebiger Frequenz so ausgelegt ist, dass eine bestimmte Ansah! Wechsel erst zur Oeffnung des Schalitransistors führen· 1 ο blocking oscillator according to claim 1, characterized 9 that the Si-Lieium transistor übar the physically fixed Sehleusenspamiig L is opened in a pulsed manner and thereby the switching transistor is switched on 3 blocking oscillator according to claims 1 and 2, characterized 9 that the charging capacitor by switching on the working transistor at the same time is reloaded, since the capacitor is connected with one end to the collector or smitter of the switching transistor o J-. Blocking ringing r according to claims 1 and following, characterized in that the circuit is designed for the formation of low-frequency pulses when fed by alternating voltage of any frequency so that a certain view! Change first to the opening of the switching transistor

?. Sperrschwinger nach Ansprächen 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet ? dass Vorwiderständ® oder Spannungsteiler in die Schaltung eingefügt sind* w@leiie den direkten Betrieb an der Netzspannung gestatten· )s Sperrschwinger nach Ansprüchen 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, Lass diese Schutzwiderstände so dimensioniert sind, dass gleichseitig tuch eine Strombegrenzmig innerhalb der Schaltung erfolgt· im Sperrschwinger nach Ansprüchen 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, Lass anstelle sines Silicium- υηά eines Q-ermaniiam-TraiisiBtors auch sirei lilicium-Sransistoren mit p-n~p -und n-p-n-Uebergang in die Selisltimg angesetzt sind«,?. Blocking oscillator according to claims 1 and the following, characterized ? that series resistors or voltage dividers are inserted into the circuit * w @ leiie allow direct operation on the mains voltage ·) s Blocking oscillator according to claims 1 and the following, characterized in that these protective resistors are dimensioned in such a way that a current limitation takes place within the circuit at the same time In the blocking oscillator according to claims 1 and following, characterized in that instead of the silicon υηά of a Q-ermaniiam traiBtors also sirei silicon transistors with pn ~ p and npn transition in the Selisltimg are set ",

-Sperrschwinger nach insprüchea 1 n&d folg©ndenP dadurch gekesanaeichnet, Lass ss'ar Bildimg langer Z©itfolg©nf also niedriger Frequenzen., aus sehr tonen Weehs©lspaimong8B. sur Eopplipig"" d@r ^beidsn Eransistoren anstelle \ φ- blocking oscillator according to insprüchea 1 n & d follow the P thereby kesanaeichnet, let ss'ar image long time sequence © n f thus lower frequencies., from very tonal Weehs © lspaimong8B. sur Eopplipig "" d @ r ^ beidsn Eransistors instead

Claims (1)

H37842H37842 des Wiferstances 9 ein Kondensator entsprechender Grosse eingeschaltet ist οof the resistor 9 switched on a capacitor of the corresponding size is ο 9· Sperrschwinger nach Ansprüchen 1 tuid folgenden, dadurch gekennzeichnet dass fü5 Impulsabgabespulen mit hohem Selbstinduktionswert ein Kondensator parallel zu dieser Spule geschaltet ist·9 · blocking oscillator according to claims 1 tuid the following, characterized that for 5 pulse output coils with a high self-induction value a capacitor is connected in parallel to this coil Freiburg i*Br., den V^- Freiburg i * Br., The V ^ -
DE19651437842 1965-07-26 1965-07-26 Blocking oscillator with transistor as timer Pending DE1437842A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2672996A1 (en) * 1991-02-14 1992-08-21 France Etat Armement Portable and autonomous apparatus for the in situ analysis of a gaseous composition by flame spectrophotometry

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FR2672996A1 (en) * 1991-02-14 1992-08-21 France Etat Armement Portable and autonomous apparatus for the in situ analysis of a gaseous composition by flame spectrophotometry

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CH519195A (en) 1972-03-30
CH372566A4 (en) 1969-02-14
AT265979B (en) 1968-10-25

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