DE2837157C2 - Schaltungsanordnung zur induktiven Übertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich am" eine Schaltungsanordnung zur induktiven Übertragung hochfrequenter Schwingungen mit Hilfe eines rotierenden Transformators gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Wiedergabe von insbesondere in Schrägspuren magnetisch aufgezeichneten Videosignalen ist es bekannt (DE-OS 25 52 784), die rotierenden Videoköpfc auf piezokeramischen Elementen zu befestigen, denen bestimmte Stcuerspannungen zugeführt werden, damit die abtastenden Videoköpfe den aufgezeichneten Schrägspuren genau folgen können. Diese Steuerspannungen umfassen den ziemlich großen Bereich von ±200 V und müssen über Schleifringe zugeführt werden, weil es sich um relativ langsam veränderliche Gleichspannungen handelt. Hierbei entstehen mehrere Schwierigkeiten: Die Steuerspannungen müssen in teureren Verstärkern mit speziellen Hochspannungstransistoren erzeugt werden; ferner müssen bei den Schleifringen und am Kopfrad besondere Sicherheitsvorkehrungen für den Berührungsschutz getroffen werden; schließlich i<=t die Betriebssicherheit der Schleifringe gering, weil die zu übertragenden Ströme außerordentlich klein sind und damit jede Selbstreinigung der Schleifringe entfällt.

Aus der DE-AS 24 11 871 ist bereits eine Schaltungsanordnung zur induktiven Übertragung von nach Größe und Polarität sich langsam verändernden Gleichspannungen bekannt, wobei die Übertragung nicht durch die Gleichspannung, sondern durch eine Wechselspannung erfolgt, die ihrerseits primärseitig so beeinflußt wird, daß die Gleichspannung sekundärseitig wiedergewonnen werden kann. Dabei wird die zu übertragende Steuergieichspannung als Betriebsspannung eines Oszillators benutzt Die Gleichspannungsquelle ist nicht nur durch Eingangskondensatoren belastet, sondern sie muß ο auch den gesamten Verluststrom des Oszillators und den gesamten Laststrom für den Widerstand liefern. Aus diesem Grunde muß die Gleichspannungsquelle einen möglichst geringen Innenwiderstand haben und in der Lage sein. Leistung abzugeben. Die Schwingfre-

Ki quenz der Oszillatoren ist nicht definiert Zumindest für sehr kleine Gleichspannungen werden die Oszillatoren ■ nicht anschwingen, so daß ein kontinuierlicher Durchgang der Spannung durch Null nicht gewährleistet ist
Aus der DE-OS 25 23 488 ist es bekannt, zur elektronischen Überwachung des Zustandes von Kraftfahrzeugreifen und -rädern einen Hochfrequenzsender über entsprechende Koppelelemente für bestimmte Zeiten mit einem Hochfrequenzempfänger zu koppeln. In bestimmten Stellungen des Fahrzeugrades sind zwei U-Kerne über ein Schwingkreiskoppelelement miteinander verkoppelt, so daß bei jeder Radumdrehung kurzseitig Hochfrequenz-Energie von einer Sendeantenne zu einer Empfangsantenne gelangt. Dabei ist lediglich zu bestimmten Zeiten der Hochfrequenzempfang ermöglicht, zu den übrigen Zeiten aber praktisch unterbrochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, über einen rotiei enden Transformator relativ langsam veränderliche hohe Gleichspannungen zur Aktivierung piezokeramischer Biegeelemente unter Berücksichtigung der Sicherheitsvorschriften sowie einer hohen Betriebssicherheit zu übertragen.

Die Lösung erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

J5 Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß für diesen Zweck bisher übliche Schleifringe durch einen auch sonst bei der Video-Aufzeichnung mit rotierenden Köpfen verwendeten rotierenden Transformator ersetzt werden können, wenn statt der Steuerspannungen selbst eine mit diesen in geeigneter Weise modulierte Hochlrequenzschwingung auf das Kopfrad übertragen wird. Bei geeigneter Wahl des Modulationssystems kann dann die erforderliche Hochspannung erst auf dem Kopfrad selbst erzeugt werden und können durch Demodulation die erforderlichen Steuergleichspannun-' gen erhalten werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur induktiven Übertragung sich langsam ändernder Gleichspannungssignale über einen rotierenden Transformator,

F i g. 2 ein Diagramm der Steuerspannung in Abhängigkeit von der Frequenz der H F-Schwingung,

F i g. 3a bis 3c Diagramme einer von der Steuerspannung impulsbreitenmodulierten Hochfrequenzschwingung und

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Übertragung und Weiterverarbeitung der impulsbreitenmodulierten Hochfrequenzschwingung. *«^!

In dem hierzu erörternden Ausführungsbeispiel wird . ■ die Frequenz einer Hochfrequenzschwingung von beispielsweise 40 kHz variiert, daß sich bei maximaler negativer Steuerspannung eine Frequenz von /j = 35 kHz und bei maximaler positiver Steuerspannung eine ^' Frequenz von /·? = 45 kHz einstellt Entsprechend F i g. 1 wird die Hochfrequenzschwingung über die ^.

Klemmen 1 und 2 auf den rotierenden Transformator 3 gegeben, dessen Sekundärseite mit zwei weiteren Transformatoren 4 und 5 verbunden ist, in denen die Spannung hochtransformiert wird und die gleichzeitig zusammen mit den Kondensatoren 6 und 7 als Resonariztransformatoren ausgebildet sind; dabei ist der aus 5 und 7 bestehende Resonanzkreis auf die Frequenz /; und der aus 4 und 6 bestehende Resonanzkreis auf die Frequenz £? abgestimmt Die in 8 und 9 gleichgerichteten Spannungen der Resonanzkreise werden dann über die Glättungsglieder 10 und 11 zusammengefaßt, so daß an den Klemmen 12 und 13 die Steuerspannung für das piezokeramische Biegeelement abgenommen werden kann. Wie bekannt, hat die an i2 und 13 anstehende Steuerspannung in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochfrequenzschwingung den in F i g. 2 gezeichneten Verlauf.

Die mit der Sekundärseite des rotierenden Transformators 3 verbundenen Bauelemente müssen auf dem rotierenden Kopfrad montiert werden; dies kann dann schwierig werden, wenn bei tragbaren Geräten nur Kopfräder mit sehr kleinem Durchmesser zur Verfugung stehen. Daher wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken die Hochfrequenzschwingung dadurch impulsbreitenmoduliert, daß sie einen monostabilen Multivibrator taktet, dessen Rückkippzeit von der Steuerspannung abhängt. Wird beispielsweise die Rückkippzeit des monostabilen Multivibrators ohne Steuerspannung gerade gleich der halben Periodendauer der Hochfrequenzschwingung gemacht, so ergibt sich am Ausgang des Monoflops eine Rechteckspannur.g entsprechend Fig. 3a; bewirkt dann eine positive Steuerspannung eine Verlängerung und eine negative Steuerspannung eine Verkürzung der Rückkippzeit, so entstehen die Kurvenzüge Fig. 3b und Fig. 3c. Spätestens beim Durchgang durch den rotierenden Transformator werden die Gleichspannungsglieder eliminiert, und es entstehen Wechseispannungen, die um die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichneten Nullinien schwingen und deren positive und negative Amplituden α· und y und folglich die Amplitudendifferenz (x-y) bekanntlich lineare Funktionen des Verhältnisses R/T sind. Entsprechend F i g. 4 wird daher die impulsbreitenmodulierte Hochfrequenzschwingung über die Klemmen 14 und 15 an den rotierenden Transformator 16 gelegt, dessen Übersetzungsverhältnis zweckmäßigerweise gleich wesentlich größer als 1 gewählt wird. Die Sekundärwicklung des rotierenden Transformators 16 liegt in der einen Diagonale Her aus den Gleichrichtern 17 und 18 und den Kondensatoren 19 und 20 bestehenden Brückenschaltung, die Widerstände 21 und 22 liegen in der anderen Diagonale, und die Steuerspannung für das piezokeramische Biegeelement wird an den Klemmen 23 und 24 abgenommen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur induktiven Übertragung hochfrequenter Schwingungen mit Hilfe eines rotierenden Transformators, wobei die Schwingung von einem zu übertragenden Signal zwischen zwei Extremwerten moduliert und über den rotierenden Transformator zwei Resonanzkreisen zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zu übertragende Signal eine nach Größe und Polarität sich langsam verändernde Gleichspannung ist, mit der die hochfrequente Schwingung je nach Größe und Polarität der Gleichspannung moduliert wird und daß die an den Resonanzkreisen (4, 6 bzw. 5, 7) sich ausbildenden Tcilspannungen nach entsprechender Gleichrichtung zur Wiederherstellung der Gleichspannung voneinander subtrahiert werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente Schwingung durch das zu übertragende Gleichspannungssigna! frequenzmoduliert wird.

3. Schallungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine als symmetrische Rechteckschwingung ausgebildete hochfrequente Trägerschwingung von dem zu übertragenden Gleichspannungssignal je nach dessen Größe und Polarität Impulsbreiten moduliert und über den rotierenden Transformator (16) einer Gleichrichleranordnung (17, 18,19, 20) zuführbar ist, in der die positiven und die negativen Amplituden der impulsbreitenmodulierten Trägerschwingung getrennt festgestellt und zur Wiederherstellung der Gleichspannung voneinander subtrahiert werden.