DE2161107C3 - Vorrichtung zum Erzeugen von Rechteckimpulsen - Google Patents

Description

a) ein zwischen den positiven Pol des Entkopplungskondensators (19) und den Kollektor des Transistors (20) geschalteter Widerstand (16); und ein in Reihe mit der Hauptspule (7) geschalteter Widerstand (15), wobei diese Anordnung den Emitter des Transistors mit dem negativen Pol des Entkopplungskondensators (19) verbindet;

b) eine Diode (21), ein Widerstand (17) und ein parallel zu einer Kapazität geschalteter Widerstand (13, 18) miteinander in Reihe geschaltet und zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors (20) liegend;

c) die weitere Spule (8) zwischen der Kathode der Diode (21) und der Basis des Transisstors (20); und

d) ein Widerstand (14) zwischen dem Widerstand (17) und dem mit der Kapazität (18) parallelgeschalteten Widerstand (13) einerseits und dem negativen Pol des Entkopplungskondensators (19) andererseits.

2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Widerstand (14) und dem Entkopplungskondensator (19) liegende Diode (22).

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Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter mit zwei Anschlußpunkten zur Erzeugung von Rechteckimpulsen an einem in Reihe geschalteten Widerstand, mit einem Oszillator, der eine im Emitterkreis eines Transistors angeordnete Hauptspule aufweist und dessen Kapazität durch die Selbstinduktions-Eigenkapazitäi; gebildet ist, wobei die Schwingungserzeugung durch den Transistor erfolgt, an dessen Basis eine zweite Spule angeschlossen ist, die magnetisch mit der ersten gekoppelt ist, und zwischen die beiden Spulen ein rotierender, zackenförmig ausgebildeter metallischer Schirm ein-

Werden bekannte induktive Näherungsschalter die-ςρΓ Art auch als bipolare Näherungsschalter bekannt, wTeÄpidswei* in dem Valvo-Handbuch, ,Bausteine«, 1965, S. 122, beschrieben sind und die ubicherweise als kontaktlose Schalter oder als Diskriminator verwendet werden, als Impulsgenerator e.neesetzt der beispielsweise zur Betätigung eines Tachometers oder Kilometerzählers dienen und auf dem Getriebekasten des Fahrzeuges angebracht sowie" mit dessen Abtriebseite in üblicher Weise verbunden sein kann, so zeigt sich, daß die erzeugten Signale nicht .hinreichend rechteckig sind, wodurch die Genauigkeit der Gesamtvorrichtung beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Näherungsschalter der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der m der Lage sein soll mit verbessertem Wirkungsgrad Rechteckimpulse mit sehr steilen Flanken, insbesondere vorderen Flanken, zu erzeugen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zu den zwischen den beiden Anschl'ußpunkten liegenden Schaltelementen ein Entkopplungskondensator angeordnet ist, durch den der Näherungsschalter die Struktur eines polarisierten geraden Oszillators erhält; und daß zur kumulativen Bewiikung drastischer Zustandsänderungen des Oszillators folgende Bauelemente vorgesehen sind:

a) ein zwischen den positiven Pol des Entkopplungskondensators und den Kollektor des Transistors geschalteter Widerstand; und ein in Reihe mit der Hauptspule geschalteter Widerstand, wobei diese Anordnung den Emitter des Transistors mit dem negativen Pol des Entkopplungskondensators verbindet;

b) eine Diode, ein Widerstand und ein parallel zu einer Kapazität geschalteter Widerstand miteinander in Reihe geschaltet und zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors liegend;

c) die weitere Spule zwischen der Kathode der Diode und der Basis deti Tiansistors; und

d) ein Widerstand zwischen dem Widerstand und dem mit der Kapazität parallelgeschalteten Widerstand einerseits und dem negativen Pol des Entkopplungskondensators andererseits.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine zwischen dem Widerstand und dem Entkopplungskondensator liegende Diode.

Zwischen den beiden Anschlußpunkten des erfindungsgemäßen Näherungsschalters kann der elektrische Strom nach Art eines »polarisierten Dipols« nur in einer Richtung umlaufen. Der Entkopplungskondensator, wie er erfindungsgemäß zwischen den beiden Anschlußpunkten vorgesehen ist und durch den der Näherungsschalter die Struktur eines polarisierten geraden Oszillators enthält, bezeichnet einen Kondensator mit einer derartigen Impedanz, daß er gegenüber der in Betracht kommenden Signalfrequenz als Kurzschluß wirkt. Dadurch, daß eine Diode, ein Widerstand und ein parallel zu einer Kapazität geschalteter Widerstand miteinander in Reihe geschaltet und zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors liegend vorgesehen sind, wird erreicht, daß der durch den Transistor laufende kon-

tinuierliche Strom beträchtlich verstärkt wird, wodurch die maximale Amplitude des abgegebenen Signals wesentlich schneller erreicht wird, wie dies für die Erzeugung steiler Signal- oder Impulsflanken, insbesondere Impuls-Vorderflanken, von Vorteil ist.

Durch die DT-PS 9 68 070 ist es zw?r bereits bekannt, einen Transistor zur Erzielung eines kontinuierlichen Potentials zu verwenden, jedoch dient bei der Erfindung eine Dioden-Kondensator-Anordnung der beschriebenen Form durch Rückbildung und Filtrierung zum Anheben des kontinuierlichen Potentials eines inneren Schaltungspunktes. Insgesamt handelt es sich bei der DT-PS 9 68 070 lediglich allgemein um eine Transistor-Oszillator-Schaltung, der insbesondere das Merkmal, daß die verschiedenen Elemente der Schaltung in der erfindungsgemäß vorgesehenen Weise zwischen den beiden Anschlüssen des Entkopplungskondensators angeordnet sind, wodurch die gesamte Struktur des Näherungsschalters sich wie ein »polarisierter elektrischer Dipol« verhält, nicht entnommen werden konnte. Auch die DT-AS 11 69 509, die einen Rechteckgenerator zeigt, der nach dem Sperrschwingerprinzip arbeitet, konnte die für die Verstärkung der Zustandsänderungen des Oszillators vorgesehenen Maßnahmen, wie sie Gegenstand der Erfindung sind, nicht nahelegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der der gattungsgemäße induktive Näherungsschalter der eingangs genannten Art dahingehend weiterentwikkelt ist, daß durch die vorgesehenen Mittel in einem kumulativen, kombinatorischen Effekt drastische Zustandsänderungen des Oszillators gewährleistet werden, wodurch Rechteckimpulse mit hinreichender Flankensteilheit erzeugt werden, an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 einen Schaltplan des elektronischen Teils, und

Fig. 3 eine Darstellung der Form eines durch die Vorrichtung erzeugten Signals.

Das dargestellte Gerät weist ein aus einer leichten Legierung gegossenes Gehäuse 1 auf, dessen eines Ende 1 α als Führung für eine sich in Lagern 3 drehende Welle 2 ausgebildet ist.

Die Welle 2 ist an ihrem äußeren Ende 2 a mit einem genormten Anschlußteil versehen, das mit der Abtriebsseite eines Getriebes in Verbindung steht. An ihrem anderen Ende trägt die Welle 2 einen kronenartig ausgebildeten Schirm, dessen Vorsprünge 6 α eine Folge von sich zwischen den beiden Spulen 7 und 8 hindurchbewegenden Abschirmungen bilden. Jede Spule 7, 8 hat einen Ferritkern 9. Die Spulen 7, 8 sind an einer gedruckten Schaltung S befestigt und bilden zusammen mit der Elektronik 4 eine Baugruppe, die vor dem Einbau geprüft werden kann. Zwei Anschlußstecker 10 verbinden die Vorrichtung mit einer Strumquelle.

Nach seinem Zusammenbau wird der elektronische Teil 4 der Vorrichtung in einer Kunstharzmasse 11 getränkt, um das System abzudichten, und um die mit der gedruckten Schaltung leitend verbundenen elektronischen Teile des Systems sicher und schwingungsfest festzuhalten.

ίο Die Spule 7 und die von ihrem Draht herrührende Eigenkapazität wirkt als ein Oszillator mit zwei stabilen Zuständen, der, wenn sich keine Abschirmung zwischen den beiden Spule 7 und 8 befindet, frei schwingt, und der, wenn die von den Vorsprüngen 6 α gebildete metallische Abschirmung zwischen den Spulen 7, 8 liegt, abgeschirmt wird.

Dabei tritt, wenn der Oszillator abrupt von seinem einen Zustand in seinen anderen Zustand übergeht, eine Verstärkungswirkung auf. Der Durchgang geht in weniger als einer Millisekunde vor sich (s. Fig. 3, in der t_T 2^ 5 jis und /₍2^ 15 μ5) ist.

Diese Verstärkungswirkung wird auf folgende Weise und mittels folgender Teile erhalten:

Die Diode 21 und der Widerstand 17 übertragen die maximalen positiven Potentiale des Punktes E auf den Punkt F. Diese Maxima werden von dem Kondensator 18 integriert, der dem Punkt B ein mittleres positives Potential erteilt, das die richtige Polarisation des Transistors im normalen Arbeitsbereich gewährleistet. Man erhält so eine bestmögliche Wirkungsweise des Systems, wobei (auf Grund der Kapazität 19) bei 12 ein kontinuierlicher maximaler Strom vorhanden ist.

Der Widerstand 16 und der Kondensator 18 übertragen auf den Punkt F und anschließend auf den Punkt B das Bild der Impulse des Schwingungskreises und rufen dabei eine Spannungsrückwirkung hervor. Diese Rückwirkung ist am größten, wenn eine durch einen metallischen Körper hervorgerufene Störung des Schwingungskreises vorhanden ist, wodurch das Blockierer, des Oszillators erleichtert wird.

Die Widerstände 13, 14 und 16 bestimmen den durch den Widerstand 16 im blockierten Zustand des Oszillators hindurchgehenden Strom.

Die Diode 22 gewährleistet einen Temperaturausgleich, wobei sie sich in gleicher Weise verhält wie die Emitter-Diode des Transistors.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an die Abtriebsseite eines Fahrzeuggetriebes angeschlossen sein, um für jeden Meter des zurückgelegten Weges eine bestimmte Anzahl von Impulsen hoher Frequenzen zu erzeugen, die zur Betätigung verschiedener am Instrumentenbrett befindlicher Meßgeräte zur Bestimmung von zurückgelegten Kilometern und von Geschwindigkeiten oder für Drehzahlmessung ausgewertet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Induktiver Näherungsschalter mit zwei Anschlußpunkten zur Erzeugung von Rechteckimpulsen an einem in Reihe geschalteten Widerstand, mit einem Oszillator, der eine im Emitterkreis eines Transistors angeordnete Hauptspule aufweist und dessen Kapazität durch die Selbstinduktions-Eigenkapazität gebildet ist, wobei die Schwingungserzeugung durch den Transistor erfolgt, an dessen Basis eine zweite Spule angeschlossen ist, die magnetisch mit der ersten gekoppelt ist, und zwischen die beiden Spulen ein rotierender, zackenförmig ausgebildeter metallischer Schirm eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den zwischen den beiden Anschlußpunkten liegenden Schaltelementen ein Entkopplungskpndensator (19) angeordnet ist, durch den der Näherungsschalter die Struktur eines polarisierten geraden Oszillators erhält; und daß zur kumulativen Bewirkung drastischer Zustandsänderungen des Oszillators folgende Bauelemente vorgesehen sind: