DE954135C

DE954135C - Circuit arrangement for shock excitation by capacitor discharge

Info

Publication number: DE954135C
Application number: DEA17470A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Kietz
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1953-02-17
Filing date: 1953-02-17
Publication date: 1956-12-13

Description

Schaltungsanordnung zur Stoßerregung durch Kondensatorentladung Bei Echolotgeräten mit einem aus magnetostriktivem Werkstoff, z. B. Nickelblechen, hergestellten, mit einer Wicklung versehenen Schwinger als Schallsender ist es üblich, diesen durch Entladung eines Kondensators über die Wicklung anzustoßen. Dadurch wird in dem angrenzenden Medium ein Schallimpuls, im wesentlichen in Form eines ab= klingenden Wellenzuges erzeugt. Die Entladung des Kondensators wird gesteuert durch vom Lotgerät, unter Umständen unter Zwischenschaltung eines Relais, betätigte Schaltkontakte.Circuit arrangement for surge excitation by capacitor discharge In Sonar devices with a magnetostrictive material such. B. nickel sheets, manufactured, with a winding transducer as a sound transmitter, it is common to use it To discharge a capacitor through the winding. This will result in the adjacent Medium is a sound impulse, essentially in the form of an evanescent wave train generated. The discharge of the capacitor is controlled by the soldering device, under Circumstances with the interposition of a relay, actuated switching contacts.

Bei Aussendung des Lotimpulses wird auch der notwendig in der Nähe des Senders angeordnete Empfänger erregt, wodurch für eine gewisse, von der Länge des Impulses abhängige Zeit kein Echoempfang möglich ist. Auch um eine klare Tiefenanzeige zu erhalten sowie für die Benutzung des Echolotes zum Auffinden .von Fischen ist es erwünscht, daß nur ein einfacher, kurzer Lotimpuls ausgesandt wird. Dies ist aber nicht immer der Fall, da durch Prellen der Schaltkontakte oder infolge zu langsamer Schaltgeschwindigkeit mehrfache Entladungen des Kondensators dicht hintereinander erfolgen können.When the solder pulse is sent out, it is also necessary in the vicinity of the transmitter arranged receiver excited, whereby for a certain, of the length the impulse-dependent time no echo reception is possible. Also a clear depth display as well as for the use of the echo sounder to find fish it is desirable that only a simple, short solder pulse be emitted. This is but not always the case, due to the switching contacts bouncing or being too slow Switching speed multiple discharges of the capacitor in close succession can be done.

Dies ist besonders nachteilig in dem Fall, in dem der Sender gleichzeitig als Empfänger für den als Echo zurückkehrenden Lo:timpuls benutzt wird. Solange die Entladung des Kondensators nicht beendet und der Sendekreis wieder geöffnet ist, ist der zum Empfang benutzte hochempfindliche Verstärker nicht arbeitsfähig.This is particularly disadvantageous in the case where the transmitter is simultaneously is used as a receiver for the Lo: timpuls returning as an echo. So long the discharge of the capacitor does not end and the broadcasting area is open again, the highly sensitive amplifier used for reception is not able to work.

Es hat sich nun ge;:e_gt, daß eine kurze, nichvon Mehrfachentladungen gefolgte Kondensatorentladung erhalten wird, wenn erfindungsgemäß ir, Reihe mit dem Schaltkontakt im Senderkreis eine Funkenstrecke angeordnet ist. Der Abstand der Elektroden in dieser ist klein genug zu wählen, so daß beim Schließen des Sendekontaktes mit Sicherheit ein Überschlag erfolgt, auch wenn die Ansprechspannung der Funkenstrecke im Laufe der Zeit etwas zunimmt.It has now happened that a short one, not of multiple discharges Followed capacitor discharge is obtained if, according to the invention, ir, series with The switching contact in the transmitter circuit has a spark gap. The distance the electrodes in this should be selected small enough so that when the transmitting contact is closed a flashover will certainly take place, even if the response voltage of the spark gap increases somewhat over time.

Der Sendeschalter eines Echolotes mulsehr zeitgenau arbeiten, da hiervon die Richtigkeit der gemessenen Zeit bzw. der angezeigten Tiefe abhängt. Dadurch, daß schon vor Berühren der Schaltkontakte ein Funkenüberschlag zwischen diesen erfolgt, ist aber die Schaltgenauigkeit beeinträchtigt. Durch die Reihenfunkenstrecke wird diese Fehlermöglichkeit praktisch ausgeschaltet.The transmission switch of an echo sounder must work very precisely because of this the correctness of the measured time or the displayed depth depends. Through this, that even before the switching contacts are touched, a sparkover occurs between them, but the switching accuracy is impaired. The series spark gap becomes this possibility of error is practically eliminated.

Bei Benutzung eines magnetostrikt,iv:n Schwingers, der nacheinander als Sender und Empfänger dient, hat die Anordnung einer Reihenfunkenstrecke nach der Erfindung noch einen besonderen Vorteil. Bei der üblichen einfachen Sendeschaltung ohne Reihenfunkenstrecke wird der Schwinger durch die voii der Kondensatorenentladung angestoßene abklingende Schwingung in dem aus Kondensator und Schwingerselbstinduktion bestehenden Kreis praktisch völlig entmagnetisiert, wodurch er die Fähigkeit verliert, beim Auftreffen von Schallwellen eine Spannung zu erzeugen. Es ist also erforderlich, eine ständige Maanetisierung durch einen Gleichstrom oder einen Permanentmagneten vorzusehen. Eine andere Möglichkeit, eine remanente Magnetisierung zu erhalten, besteht darin, durch zusätzliche Schaltelemente im Entladungskreise denn abklingenden Wechselstrom eine Gleichstromkomponente zu überlagern. Auch ist es bekannt, durch Schließen des Entladekreises über gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsröhren an Stelle eines mechanischen Schalters die Schwingung nach einer halben Periode zu unterbrechen und dadurch die Polarisation des Schwingers zu erhalten. Derartige Röhren sind aber verhältnismäßig teuer, und ihreLebensdauer ist wegen der starken Belastung durch .den Entladestrom gering. Es hat sich gezeigt, daß durch Einschaltung der Reihenfunkenstrecke besondere Maßnahmen zur Erhaltung der Polarisation des Schwingers sich erübrigen. Die Wirkung beruht vermutlich darauf, daß die Schwingung nicht mehr gleichmäßig bis auf nahe Null abklingt, sondern schon vorher abreißt, so daß eine ausreichende remanente Magnetisierung zurückbleibt.When using a magnetostrict, iv: n transducer, one after the other serves as a transmitter and receiver, the arrangement has a series spark gap according to the invention still has a particular advantage. With the usual simple transmission circuit without a series spark gap, the oscillator is discharged by the discharge of the capacitors initiated decaying oscillation in the condenser and oscillator self-induction the existing circuit is practically completely demagnetized, as a result of which it loses the ability to to generate a voltage when sound waves strike. So it is necessary constant maanetization by a direct current or a permanent magnet to be provided. Another way to get remanent magnetization, consists of decaying through additional switching elements in the discharge circuit Alternating current to superimpose a direct current component. Also it is known by Closing the discharge circuit via grid-controlled gas or vapor discharge tubes instead of a mechanical switch, the oscillation after half a period to interrupt and thereby maintain the polarization of the transducer. Such However, tubes are relatively expensive and their lifespan is due to the strong Load due to the discharge current is low. It has been shown that by switching on the series spark gap special measures to maintain the polarization of the oscillator be unnecessary. The effect is probably based on the fact that the vibration is no longer decays evenly down to almost zero, but breaks off beforehand, so that a sufficient remanent magnetization remains.

Die Abbildung zeigt eine Anwendung der Erfindung. Ein Kondensator i wird von einer Spannungsquelle 2 von etwa iooo Volt über einen Widerstand 3 geladen. Im Entladungskreis liegt außer dem magnetostriktiven Schwinger .4 und einem Schaltkontakt 5 eine Reihenfunkenstrecke 6. Parallel zum Schwinger 4 liegt ein über einen Schutzwiderstand 7 angeschlossener Empfangsverstärker B. Die Entladung des Kondensators i wird ausgelöst durch Schließen des Schalters 5, womit gleichzeitig die Funkenstrecke 6, deren Ansprechspannung erheblich niedriger als die Ladespannung des Kondensators eingestellt ist, zündet. Es erfolgt nur eine einzige Entladung in Form einer gedämpften Schwingung, die kurz vor Berühren der Kontakte des Schalters 5 einsetzt und nach einer oder einigen Halbwellen abbricht, so daß das Abklingen der Schwingung mit allmählich abnehmender Amplitude fortfällt. Der Schwinger 6 behält dadurch eine für die Wirkung als Empfänger von Echosignalen ausreichende Polarisation und ist sofort nach Abreißen der Schwingung empfangsbereit.The figure shows an application of the invention. A capacitor i is charged from a voltage source 2 of about 100 volts via a resistor 3. In addition to the magnetostrictive oscillator .4 and a switch contact, there is also a magnetostrictive oscillator in the discharge circuit 5 a series spark gap 6. Parallel to the oscillator 4 is a protective resistor 7 connected receiving amplifier B. The discharge of the capacitor i is triggered by closing the switch 5, which at the same time the spark gap 6, their response voltage is set significantly lower than the charging voltage of the capacitor, ignites. There is only a single discharge in the form of a damped oscillation, which is short before touching the contacts of switch 5 and after one or a few half waves breaks off, so that the decay of the oscillation with gradually decreasing amplitude no longer applies. The oscillator 6 thereby retains one for the effect as a recipient of Echo signals have sufficient polarization and is immediately after the oscillation has stopped ready to receive.

Aus den Anfängen der drahtlosen Telegraphie liegen zahlreiche Hinweise für die zweil;mäliige Gestaltung von Funkenstrecken vor. Älle so bekanntgewordenen Maßnahmen können auch hier angewendet «erden. Als :Material für die Elektroden wird wegen des geringenAbbrandes vorteilhaft Wolfram gewählt.There are numerous references from the beginnings of wireless telegraphy for the twofold design of spark gaps. All so well known Measures can also be applied here. As: material for the electrodes Tungsten was advantageously chosen because of its low burn-off.

Um die Zündung zu erleichtern, die rechtzeitige L iischung zu sichern und um eindeutige Potentialverhältnisse zu schaffen, können die Kontakte des Sendeschalters sowie die Elektroden der FunkenstreckemitKäpazitäten, Induktivitätenoder Widerständen beschaltet werden.To make ignition easier, ensure that it is released in good time and in order to create clear potential relationships, the contacts of the transmitter switch as well as the electrodes of the spark gap with capacitances, inductances or resistances be wired.

Die Reihenfunkenstrecke in Verbindung mit einem Schalter kann allgemein Anwendung finden: wo elektrische Kreise mit Selbstinduktion oder elektroakustische Wandler durch Entladung eine Kondensators zu gedämpften Schwingungen angeregt werden. Sie kann ferner sinngemäl;; «--+ gekoppelte Kreise angewendet werden.The series spark gap in connection with a switch can generally Find application: where electrical circuits with self-induction or electro-acoustic Converter can be excited to dampened oscillations by discharging a capacitor. It can also be analogous to ;; «- + coupled circles can be applied.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for shock excitation of a vibratory electrical circuits through a capacitor discharge, which is caused by the closing of an im Circles lying switch contact is triggered, in particular for echo sounders, wherein the circuit contains an electroacoustic transducer, characterized in that a spark gap is arranged in series with the switching contact.

2. Circuit arrangement according to claim i for echo sounders with an electroacoustic transducer serving alternately as a transmitter and receiver, in particular a magnetostriction transducer. Considered publications: German Patent Specifications No. 654 452, 438 602; Belgian patent specification No. 502 084.