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Polaritätsumschalter für positive oder negative Impulse Die Erfindung
betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Impulsen positiver und/oder negativer
Polarität an den Ausgängen eines Impulsverstärkers unabhängig von der Polatität
der Engangsinpulse.
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Mit bisher üblichen Anordnungen wurden Impulse bestimmter Polarität
derart erzeugt, daß ein positiver oder negativer Eingangsimpuls über eine Phasenumkehrstu$e
lief und ein Schalter eine abgehende Impulsleitung je nach Eingangs-
-polarität
der Impulse entweder An den &usgang mit zum Eingang gleicher oder an den Ausgang
mit zum Eingang entgegengesetzter Polarität schaltete. Es war auch gebräuchlich
die Umschaltung eingangsseitig, z.B. an einem Differenzverstärkereingang, vorzunehmen.
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Alle diese Vorschläge haben den wesentlichen Nachteil, daß Impulsleitungen
umgeschaltet werden müssen. Da es außerdem bei gedruckten Schaltungen unumgänglich
ist, die Impulsleitungen über spezielle Stecker von der bedruckten Leiterplatte
zu einem Schalter und wieder zur Leiterplatte zurückzuführen, sind Störungen in
der Schaltanlage, z.8. durch Einstreuung von Fremdimpulsen, durch kapazitive Rückkopplungen
oder dergleichen,-nicht zu verhindern.
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Die Erfindung vermeidet derartige Nachteile dadurch, daß die positiven
oder negativen Eingangsimpulse eines Impulsverstdrkers über eine zweispurige Diodenschaltung,
deren Dioden über einen Doppelschalter an Gleichspannungen gelegt werden, die die
Dioden je nach Polarität der Eingangsimpulse in den Bereich sehr niedrigen bzw.
sehr hohen differentiellen Widerstandes schalten, die Basis eines Verstärkertransistors
oder dergleichen des Impulsverstärkers ansteuern und die
| Basis eines cesrstärkertransistors oder dergleichen kurz- |
schließen.
Mit der Erfindung wird also erreicht,-daß zwei Impulswege
äuf einer Leiterplatte aufgedruckt werden können, wovon der eine aber jeweils elektronisch
gesperrt ist. Auf den gemeinsamen Eingang der beiden Impulswege werden die positiven
oder negativen Impulse gegeben und über Kondensatoren und Dioden die EingEnge des
Impulsverstärkers niederohmig angesteuert. Der Imgulsverstürker kann ein Differenzverstärker
sein, der einen symmetrischen Ausgang hat, was aber bedeutet, daß z.B. an den Kollektoren
der Differenzverstürker-Transistoren ein positiver oder negativer Impuls abnehmbar
ist.
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Die Diodenschaltung mit Doppelschalter ist als Polaritätsumschalter
zu bezeichnen, da je nachdem, ob ein positiver oder negativer Impuls von Eingang
kommt, die Basis eines der Verstdrkertransistorcn angesteuert und die Basis des
anderen impulsmäßig kurzgeschlossen wird, so daß die Impulspolarität an den AusgUngen
der Verstürkerstufe stets gleich bleibt. Es-ist gleichfalls möglich, zur Weiterverarbeitung
der an den Ausgüngen des Impuls.verstUrkers erscheinenden Impulse, den einen oder
den anderen Impuls oder beide gleichzeitig zu verwenden. Frintipiell'ist die Schaltung
natürlich auch dafür geeignet, an Verstiirkerausgang einen zum Eingangsimpuls gleich-
oder gegenphasigen Ausgangsimpuls zu erzeugen. Sie arbeitet aber nur dann einwandfrei,
wenn die Signale,-die zur Ansteuerung des Differenzverstärkers
benötigt
werden, so klein sind, daß sich die difierentiellen-Diodenwiderstände beim Impulsdurchgang
nicht Wgggntlich ver-. ändern. Das kann weitgehend dadurch erreicht werden, daß
die Widerstände in. den Zuführungsleitungen für die %leichspannungen so.groß gezählt
sind, daß sich der Diodenstrom und damit der differentielle Widerstand beim Impulsdurchgang
wenig oder nicht ändert. Weiterhin sind Kondensatoren vorgesehen, die die Diodensehaltung
gleichstrommäßig von Eingang für die positiven bzw. negativen Impulse und von den
Eingän-F-en des Impulsverst&rkers abtrennen. Auch ist es vorteilhaft solche
Dioden auszuwählen, deren Sperrschichtkapazität in gesperrtem Zustand der Diode
so klein ist (höchstens einige pF), daß keine kapazitive Kopplung möglich wird.
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Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe eines Ausführungsbeispiels
anhand der Figur näher erläutert.
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Von Eingang E der Anordnung werden die beiden Eingänge Ei und E2 eines
Differenzverstürkers D über die beiden Impulsleitungen Il und 1 2 mit den
Dioden D' und D2 und den Kondensatoren Ci ... 0 4 niederohmig angesteuert.
Auf den Eingang E der Diodenschaltung können Impulse Ip bztr. In positiver oder
negativer Polarität aufgegeben werden, wobei die positiven Impulse Ip über die Impulsleitung
I, und die negativen Im- ., pulse In über die Impulsleitung 12 geführt werden. An
die Pole eines Doppelschalters S, bestehend aus den Teilschaltern . Si und S2, die
synchrcn_zueinarider verstellbar sind, werden
wechselseitig eine
positive und eine negative ?pannung U+ und U- ( z .I3. + 30 V) gelegt. Vom 4b«VJZf
des Schalters S1 wird für den gezeichneten Fall, daß positive Impulse Ip auf den
Eingang E gegeben sind, über den Widerstand R2 an die Impulsleitung 1 2 zwischen
Kondensator C2 und Diode T32 eine positive Spannung und über den Widerstand R3 an
die Impulsleitung 1 1 an der Abgriffstelle A1 zwischen Diode Di und
Kondensator 0 3 ebenfalls eine positive Spannung gelegt. Zwischen-dieser
Abgriffstelle A1 und einen Erdungskabel K liegt eine weitere Diode 1J3.
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Vom Abgriff des Schalters S2 wird an die Impulsleitung 12 über den
Widerstand R4 an die Abgriffstelle A2 zwischen Diode D2 und Kondensator C4 eine
kleine negative Spannung und an die Impulsleitung 1 1 zwischen Kondensator
0 1 und Diode Di über den Widerstand F, (das Spannungsverhältnis zwischen
1"liderst<<nden Rl, R3 und Aderstand der Diode D1 ist entsprechend
gewählt) eine positive Spannung gelegt. Zwischen der Abgriffstelle A2 und der Erdungskabel
K liegt die Diode D4. Der Widerstandswert der WiderstLnde Ri ... R4 liegt im Bereich
von einigen Kiloohr, der Widerstand der-Dioden D,@ bis D4 ist in gesperrten Zustand
hochohmig (einige Megaohm) im leitenden Zustand niederohrig.
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Für den Fall, daB positive Impulse Ip auf dem Eingang F liegen und
der Doppelschalter S in der ausgezeichneten Stellung .steht, geschieht folgendes:
ÄDie, Dioden D, und D4 befinden.
sich in leitenden, die Dioden D2
und D3 in gesperrtem Zustand. Der Impuls Ip gelangt also über die Kondensatoren
01
und C3 und die Diode Di zum Eingang Ei des Differenzverstärkers D. Dessen
dynamischer Eingangswiderstand ist im wesentlichen von Widerstand R3 gegeben. Der
Eingang E2 wird dagegen über die Diode D4 kurzgeschlossen und, da die Diode D2 gleichzeitig
hochohrig ist, nicht angesteuert. Wichtig hierbei ist, daß die Kapazität der gesperrten
Diode D2 klein (einige PF) und damit keine kapazitive Kopplung möglich ist. Da die
Verstlirkerstufe D einen symmetrischen Ausgang (AusgUnge G1 und G2) hat, wird an
den Kollektoren der nicht näher dargestelltcn Differenzverstürker-lransistoren jeweils
ein positiver Impuls Ip und ein negativer Impuls Ip- (in seiner Polarität urgeschalteter
positiver Impuls Ip) abgenommen.
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Ziegen negative Impulse In an Eingang E der Diodenschaltung, so ruß
der Doppelschalter S in seine zweite Ruhelage gestellt werden. Die Potentiale an
den Abgriffstellen Al, A2 und an den Abgriffstellen zwischen den Dioden Di und Kondensator
C1 und der Diode D2 und Kondensator C2 ändern sich derart, daß die Funktionen
der Dioden D1 und D2 bzvr. D3 und D4 sich umkehren und der Eingang E2 angesteuert,
der Eingang Ei aber kurzgeschlossen wird. Am Ausgang G2 des Differenzverstärkern
D erscheinen nun die negativen Impulse In und am Ausgang
Gl die
positiven Impulse In+ (in-seiner Polarität umgeschalteter negativer Impuls In).
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Die Diodenschaltung mit dem Doppelschalter kann somit als Polaritiitsumschalter
bezeichnet werden, da unabhängig davon, ob ein positiver oder ein negativer Impuls
Ip oder In von Eingang E über die Diodenschaltung gelangt, immer die Basis eines
Verst&rkertransistors angesteuert, und die Basis des anderen Verstürkertransistors
impulsmüßig kurzgeschlossen wird, so daß die Impulspolarität an den Ausgängen Gl
und G2 den Differenzverstärkers D stets gleich bleibt.