DE957823C - - Google Patents
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- DE957823C DE957823C DENDAT957823D DE957823DA DE957823C DE 957823 C DE957823 C DE 957823C DE NDAT957823 D DENDAT957823 D DE NDAT957823D DE 957823D A DE957823D A DE 957823DA DE 957823 C DE957823 C DE 957823C
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/40—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a magnetostrictive resonator
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- B06B2201/58—Magnetostrictive transducer
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Description
AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957
E 6842 VIIId/74a
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für'einen Stoßkreis zum Betrieb von
Magnetostriktionswandlern zum wechselweisen Senden und Empfangen von Wellenenergie.
Beabsichtigt man, einen magnetostriktiven Wandler abwechselnd als Sender und Empfänger
zu benutzen, so bereitet die für die Verwendung des Wandlers als Empfänger notwendige Vormagnetisierung
die Hauptschwierigkeit. Beim Stoßkreis mit periodisch gedämpfter elektrischer Erregung, bei
der ein auf eine hohe Gleichspannung aufgeladener Kondensator auf die Wandlerinduktivität geschaltet
wird, bleibt der Wandler nach Abklingen des Impulses entmagnetisiert zurück und kann deshalb
nicht als Empfänger verwendet werden.
Es ist bekannt, zur Vermeidung dieses Nachteils Wandler der genannten Art durch einen Stoßkreis
unter aperiodischer elektrischer Erregung zu speisen. In diesem Falle behält der als Sender betriebene
Wandler zwar seine· Remanenz und hat, wenn er anschließend als Empfänger verwendet
wird, seine volle Empfindlichkeit. Er liefert jedoch als Sender einen geringeren Schalldruck als beim
üblichen, das heißt periodisch gedämpften Betrieb. Diesen Nachteil kann man bekanntlich durch Überlagerung
der periodisch gedämpften Schwingung
mit einem aperiodisch abklingenden. Gleichstromimpuls vermeiden, wobei der Wandler durch den
überlagerten Gleichstromimpuls seine Remanenz behält. Zur Erzeugung des Gleichstromimpulses
wird hierbei "jedoch eine zusätzliche Stromquelle hoher Kapazität benötigt.
Es ist ferner bekannt, eine Wicklung oder auch zwei Teilwicklungen eines und desselben. Schwingers
durch Entladung zweier Kondensatoren, derart ίο zu erregen, daß im Schwinger in gleicher Richtung
gleichzeitig fließende Ströme erzeugt werden. Dadurch wird eine Erhöhung der Betriebespannung
des Schwingers angestrebt und erreicht. Bei dieser bekannten. Anordnung ist aperiodische Erregung
des Schwingers vorgesehen, da bei periodischem Betrieb ebenfalls eine Entmagnetisierung eintreten
würde. Die Entladung der Kondensatoren erfolgt in diesem Fall in Serie,
Bekannt ist ferner, für die Aufschaltung des Serideimpulses auf einen Wandler Gasentladungsröhren
zu verwenden. Diese lassen den Erregungsstrom nur in einer Richtung passieren, wodurch, es
möglich .wird, den, Wandler auch als Empfänger zu benutzen, da er beim Senden magnetisch nur gleiches
sinnig erregt wird. Nachteilig ist nur der bei dieser Art der Erregung geringe abgestrahlte SchalIdruck.
Erfindungsgemäß bildet bei einer Schaltungsanordnung für Stoßanregung, von Magnetostriktionswandlern,
die zum wechselweisen Empfangen von Wellenenergie bestimmt sind, die zur Erregung
dienende Gleichspannungsquelle mit zwei verschiedenen
Wicklungen des Wandlers oder der Wandler zwei gleich abgestimmte, weniger als aperiodisch
dämpfte Schwingungskreise und sind die Wicklun,-gen über Gleichrichter derart an, die Gleichspannungsquelle
angeschlossen, daß sie abwechselnd von entgegengesetzt gerichteten, Halbwellen, des En.tladestroms
durchflossen werden, die in dem oder den magnetischen Kreis bzw. Kreisen des bzw. der
Wandler gleichgerichtete magnetische Felder erzeugen.
Durch die Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird eine periodische Anregung des Schwingers
erzielt, ohne daß dabei, wie dies sonst bei periodischem Betrieb der Fall ist, eine Schwächung
der Magnetisierung eintritt. Der Schwinger kann also- unmittelbar nach der Impulsaussendung als
Empfänger benutzt werden, wobei sich eine hohe Empfindlichkeit ergibt. Durch die periodische Anregung
des Schwingers beim Senden;, die durch die Ausnutzung der verschieden gerichteten Halbwellen
der Stoßentladung in Verbindung mit deren Gleichrichtung erzielt wird, ist aber dabei auch eine hohe
Impulsleistung gewährleistet. Die Erfindung vereinigt also> die Vorteile des periodischen, mit denen
des aperiodischen Betriebes des Schwingers in, besonders günstiger Weise.
Die erregende Spannung wird entweder einem Generator entnommen oder vorzugsweise durch
Aufschalten einer beispielsweise in einem Kondensator aufgespeicherten Gleichstromenergie auf dien
Wandler erzeugt, wobei der Kondensator abwechselnd mit den, Wandlerwicklungen, oder Wandlern
ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt, so daß ί
periodisch gedämpfte Schwingungen entstehen, die den Wandler in der gewünschten Weise erregen.
Für die Umsteuerung der erregenden Spannung auf die beiden Wandlerwicklungen werden zweckmäßigerweise
Gasentladungsröhren, insbesondere zur Erzielung leistungsloser Schaltung steuerbare,
vorzugsweise gittergesteuerte Gasentladungsröhren verwendet, mit denen, man eine zeitlich sehr genaue
Einschaltung der Erregung erhält.
Bei gi ttergesteuerten Gasentladungs röhren braucht die Sperrung des Entladevorganges nur an. der
Röhre vorgenommen, zu werden, welche für die bei der Aufladung vorliegende Polarität in Durchlaßrichtung
geschaltet ist. Zweckmäßigerweise wird hierfür die negative Sperrspannung einem Spannungsteiler
entnommen, der über einen Kontakt an die Gleichspannungsquelle gelegt wird. Da bei Beginn
der Ladung eine durch den, Ladestrom bedingte hohe negative Gitterspannung das Gasentladungsrohr
zerstören könnte, werden spannungsbegrenzende Widerstände in. die Steuergitterleitung
geschaltet. Auf diese Weise gelingt es, gleichzeitig die Abschaltung der Ladespannung vom Kondensator
und die Steuerung des Entladevorgangs mittels eines Kontaktes vorzunehmen, wodurch, der
hochbelastete Stoßkreiskon.takt entfällt.
Die Schaltung kann, auch angewendet werden für zwei getrennte Wandler, die ebenfalls über zwei
Gasentladungsröhren an. die erregende Spann.ungsquelle
geschaltet werden. Die Wandler haben, jeder für sich zwei Wicklungen, wobei die Wicklungen
zweckmäßig über Kreuz geschaltet werden, damit jeder Wandler als Sender die gleiche Energie abstrahlt.
Da die Vormagnetisierung in. allen, diesen Schaltungen
erhalten bleibt, ist es möglich, die Wandler in derselben Schaltung als Empfänger mit voller
Empfindlichkeit zu benutzen, mit dem Vorteil, daß die Wandlerwicklungen hintereinandergeschaltet an
die zum Erdpotential symmetrische Wicklung des Eingangsübertragers eines nachfolgenden Verstärkers
gelegt werden können, wobei die Zuleitung weitgehend gegen äußere elektrische und/oder magnetische
Störungen unempfindlich wird.
Die Symmetrie der Schaltung ist erfüllt, wenn Gasentladungsröhren ohne Kathodenheizung zur
Anwendung gelangen.. Werden jedoch Gasentladungsröhren, mit geheizter Kathode benutzt, dann
sind, wegen der kapazitiven, einseitig auf eine Wandlerwicklung wirkenden, Beeinflussungen die
Symmetriebedingungen, für eine nachfolgende hohe Verstärkung nicht genügend gut erfüllt. Für diesen.
Fall wird ein Übertrager an den oder die Empfänger gelegt, der neben, einer galvanischen Trennung
vom Senderteil die vollkommene Symmetrie der Leitungen zwischen, Empfänger und Verstärker
gewährleistet.
Die Fig. 1 zeigt das Prinzip der Sende- und Empfangsanordnung. Der Übersicht halber ist hier
eine Schaltung mit Gleichrichtern angegeben.
Der Kondensator 1 wird über den Schalter 2 und den Widerstand 3 auf eine hohe Gleichspannung
aufgeladen, die von der Gleichspannungsqueiie 11
geliefert wird.
Nach der öffnung des Kontaktes 2 wird der Impulsbeginn
durch Schließen des Stoßkreiskontaktes 8 ausgelöst; damit kann, sich der Kondensator 1
über die Gleichrichter 6 und 7 in der folgenden Weise entladen:.
Die erste positive Halbwelle; des Stromes· fließt über den Gleichrichter 6 auf die Wandlerwicklung 5,
da der Gleichrichter 7 den Stromfluß in dieser Richtung sperrt.
Am Ende der ersten positiven Halbwelle hat sich der Kondensator umgeladen und. gibt anschließend
eine negative Halbwelle über den, Gleichrichter 7 auf die Wandlerwicklung 4, die in. derselben: Richtung
durchflossen wird, wie die Wicklung 5. Gleichrichter 6 sperrt in dieser Zeit. Es folgt dann nach
der abermaligen Umladung des Kondensators· wieder eine positive Halbwelle usf. Der Wandler wird
also je Halbwelle im richtigen Takt angestoßen. Über den Widerstand 3 und den. dann, wieder geschlossenen
Schalter 2 wird der Kondensator in der Impulspause wieder aufgeladen.
An die Anschlußpunkte A und B kann über die
Zuleitungen 9 der symmetrische Verstärkereingang gelegt werden, in welchem jedoch Schaltmittel zur
Spannungsbegrenzung vorgesehen werden müssen, damit die hohe Sendespannungsspitze nicht in. den
eigentlichen Verstärker gelangt.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung, in der statt der Gleichrichter steuerbare Gasentladungsröhren 16, 17
verwendet werden: Die Gleichspannungsquelle 11 ist über den Ruhekontakt 12 an. einem Spannungsteiler
14, 15 geschaltet, über den eine negative Gitterspannung gewonnen, wird, mit der die Röhre
16 gesperrt wird. Der Kondensator 1 wird über die
Widerstände 13 und 15 aufgeladen. In diesem Zustand
kann auch die Röhre 17 wegen der Polarität der an ihr liegenden Spannung nicht zünden. Die
+0 Pendelentladung des Kondensators kommt erst in
Gang, wenn der Ruhekontakt 12 geöffnet wird »und damit die negative Gittervorspannung der Röhre
16 zusammenbricht. Die Entladung verläuft dann, wie oben beschrieben.
Claims (9)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Schaltungsanordnung für Stoß anregung von Magnetostriktionswandlern, die zum wechselweisen. Empfangen von Wellenenergie bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erregung dienende Gleichspanmungsquelle (1) mit zwei verschiedenen Wicklungen (4,5) des Wandlers oder der Wandler, zwei gleich abgestimmte, weniger als aperiodisch gedämpfte Schwingungskreise bildet und daß die Wicklungen über Gleichrichter (7, 6) derart an die Gleichspannungsqueiie angeschlossen sind, daß sie abwechselnd von entgegengesetzt gerichteten Halbwellen des Ent ladest roms durchflossen werden, die in dem oder den magnetischen Kreis bzw. Kreisen des bzw. der Wandler gleichgerichtete magnetische Felder erzeugen.
- 2. Schaltungsanordnung nach, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung durch Aufschalten einer beispielsweise in einem Kondensator aufgespeicherten, Gleichstromenergie erfolgt, wobei der Kondensator abwechselnd mit den Wandlerwicklungen oder Wandlern.· ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt, derart, daß periodisch gedämpfte Schwingungen entstehen, die den Wandler erregen.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gasentladungsröhren insbesondere' zur Erzielung, leistungsloser Schaltung steuerbare, vorzugsweise gittergesteuerte Gasentladungsröhren verwendet werden.
- 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladevorgang durch die Steuerung einer Gasentladungsröhre eingeleitet wird.
- 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Ladespannung vom Kondensator und der Beginn des Entladevorganges gleichzeitig durch einen Kontakt erfolgt.
- 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß statt eines Wandlers mit zwei Wicklungen, zwei Wandler mit je einer Wicklung, vorzugsweise nebeneinander angeordnet und zu einem Bauteil zusammengefügt, verwendet werden.
- 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wandler zwei Wicklungen, trägt, die über Kreuz zusammengeschaltet werden.
- 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerwicklungen in Serie geschaltet an die zum Erdpotential symmetrische Wicklung eines Eingangsübertragers eines nachfolgenden Verstärkers gelegt wird, so daß die Zuleitung weitgehend gegen äußere elektrische und/oder magnetische Störungen unempfindlich wird.
- 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis· 6, dadurch, gekennzeichnet, daß bei Verwendung geheizter Stromtore und insbesondere bei großer nachfolgender Verstärkung ein Übertrager an den oder die Empfänger gelegt wird, der neben einer galvanischen. Trennung vom Senderteil die vollkommene Symmetrie der Leitungen zwischen Empfänger und Verstärker gewährleistet.In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 502 084;
britische Patentschrift Nr. 609014;
französische Patentschriften Nr. 502238, 982679.Hierzu ι Blatt Zeichnungen© 609 578/114 T. (609 782 1.57)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE957823C true DE957823C (de) | 1957-01-17 |
Family
ID=582312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT957823D Expired DE957823C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE957823C (de) |
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0
- DE DENDAT957823D patent/DE957823C/de not_active Expired
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