DE962979C

DE962979C - Kippkreisschaltung mit einer durch Gleichstrommagnetisierung ihres ferromagnetischen Kernes steuerbaren, mit Wechselstrom konstanter Frequenz gespeisten Induktivitaet

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Publication number: DE962979C
Application number: DEV3958A
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Priority date: 1951-11-15
Filing date: 1951-11-15
Publication date: 1957-05-02

Description

(WiGBI. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1957

V 3P5S Ι'ΊΙία/jia¹

Versieht man steuerbare Induktivitäten mit mehreren Magnetiäierungsspulen, die von verschiedenen Strömen durchflossen werden, so kann man erreichen, daß instabile Zustände auftreten, und man kann mit solchen Anordnungen Kippschaltungen, d. h. sogenannte FHp-Flop-Schaitungen, aufbauen.

Die sogenannten Flip-Flop-Sc'haltungen spielen heute in der Technik insbesondere als Speicher und Zähler eine große Rolle. Gegenüber elektronischen haben magnetische Flip-Flop-Schaltungen den Vorteil einer unbegrenzten Lel>ensdaue.r, einer hohen Betriebssicherheit und Konstanz.

Eine sehr einfache und· zweckmäß-ige Anordnung einer magnetischen Flip-Flop-Schaltung ist in Fig. ι dargestellt. Mit ι ist ein Hochfrequenzgenerator bezeichnet, der eine Leitung speist, an die eine größere Zahl von Einzelschaltiungen angeschlossen werden kann. Der Kondensator 2 bildet mit der Induktivität 3 einen Reiihenresonanzkreis mat der Resonanzspannung £/;=». Diese Spannung wird¹ durch dien Gleichriclhter 4 gleichgerichtet, durch den Kondensator 6 von Hotihf requenzan teilen befreit und liegt dann an der Reihenschaltung der Magnetisierungsspule 5 mit dem einstellbaren Widerstand 7 und einem an 8 anischließbaren Außenwiderstand. Die Abstimmung dies Resonanzkreises ist so gewählt, daß die Resonanz erst bei einer bestimmten Vormagnetisierung des Eisenkerns der Induktivität 3 auftritt und im un-

magnetisierben Zustand die Spannung Uzsi noch klein ist.

In Fig. 2 ist der Verlauf der Spannung L'äj in Abhängigkeit von dem MagnetisierungsstiOnii- dargestellt. Gleichzeitig ist in.dieses Diagramm die Abhängigkeit des Magnetisierungsstromes i von der Hochfrequenizspannung C/äs gezeichnet, die sich als Gerade ergilbt, deren Steigung durch die Widerstände 7 und 8 beistimmt wird. Aus der Darstellung

ίο gellt hervor, daß sich bei geeigneter Wahl der Widerstandswerte drei Schnittpunkte der beiden Kurven miteinander, A, B und C, ergeben. Davon sind die beiden Punkte .ei- und C stabil, während der Punkt B einen labiilen Gleichgewichtszustand der Schaltung kennzeichnet.

Mit einem Strom i', der beispielsweise über eine 1>esondere Magnetisierungswicklung 9 geschickt wird, ist es möglich, je nach Polarität des Stromes die Schaltung beliebig von dem einen stabilen Gleichgewichtszustand in den andern überzuführen. Fließt der Strom I₁, so ist nur noch ein stabiler Punkt A' vorhanden, fließt der Strom ζ'./, so bleibt nur der stabile Punkt C". Durch Einstellen des Widerstandes 7 können I₁' und i.,' einander gleichgemacht werden oder in ein beliebiges Verhältnis zueinander gebracht werden. Der jeweilige Gleichgewichtszustand der Schaltung wird durch die Ströme I₁ und L₂ kenntlich, die beliebige andere Geräte betätigen können.

Eine solche Flip-Flop-Schaltamg, die ihrem Wesen nach zunächst ein Speicherglied darstellt, kann in der λ'-er.schiedeiTsten Weise zur Anwendung kommen, als Beispiel soll hier eine Zä'hlschaltung angegeben wenden, wie sie in Fenispreehselbstan-Schlußämtern verwendet werden kann, um in Verbindung mit geeignetem Schaltern die mechaniischen Wähler zu ersetzen. Der Zähler nach Fig. 3 besteht aus den Stufen I, II, III usw. Ein dekadischer Zälhiler enthält zehn derartige Stufen. Wird die letzte Stufe in entsprechender Weise mit der ersten verbunden, so erhält man einen Ringzähler, der nach zehn Schritten wieder mit dem ersten beginnt.

Das Weiterschalten wird bewirkt durch kurze

Stromimpul'Se, die über die Spule 12 fließen. Diese

4-5 Stromimpuls« magnetisieren den Kern der Spule 10, deren Induktivität dadurch verringert wird und mit dem Kondensator 11 in Parallel resonanz kommt. Durch die Parallelresonawz wird der Scheinwiderstand dieses in den Hochfrequenzstrom eingeschalteten Gliedes so groß, daß für alle Stufen nur ein Gleichgewichtszustand entsprechend dem Punkt A la Fig. 2 möglich ist. Die Regler 7 können weiterhin so eingestellt werden, daß auch nach Aufhören des Stromimpulses in der Spule 12 nur eine Stufe gleichzeitig den Gleichgewichtszustand entsprechend dem Punkt C der Fig. 2 annehmen kann. Welche Stufe das sein wird, hängt von dem vo.raiufgegangeneii Betriebszustand ab. Nehmen wir an, daß sich zunächst die Stufe I imGleichgewichtszustand C befunden habe. Nach Einsetzen des Stromimpulses in der Spule 12 erfolgt dann eine Umladung des Kondensators 13, wobei ein Strom in der Wicklung 9 der Stufe II in dem Sinne fließt, j dat.! diese Stufe nach Aufhören des Stromimpuls«.¹:·, in 12 in den Gleichgewichtszustand C übergeht. So wird mit jedem Impuls der Strom von einem der an 8 angeschlossenen Geräte zum nächsten weite.rgeschaltet.

In Fig. 4 ist eine andere Klip-Flop-Schaltung mit zwei Spulen dargestellt. Die beiden Reihenkreise mit den Elementen 15, 16 und 17, 18 befinden sich im uiimagiietisierten Zustand der Spulenice nie in Resonanz mit der von ι gelieferten Hochfrequenz. Über die Gleichrichter 19 und 20 und die Magiietisierungsspuleu 21 und 22 magnetisieren sich die Kreise gegenseitig, wobei auch wieder ein labiler und zwei stabile Gleichgewichtszustände entstehen. Die Kondensatoren 23 und 24 leiten die Hochfrequenz ab, während aus den Elementen 25, 26. 27 und 28 Zeitkonstantenglieder gebildet sind. die aus der einfachen Flip-Flop-Schaltung eine Zählschaltung nach dem Binals\-stem machen. Legt man beispielsweise an den Widerstand 29 positive kurzzeitige Impulse, so stellt sich abwechselnd der eine und der andere Gleichgewichtszustand ein. Der Anschluß der zu steuernden Einrichtungen kanu in der verschiedensten Weise erfolgen, l>eispielsweise über besondere Gleichrichter an die Hochfrequenzspuleii selbst.

Die Fig. 5 zeigt wieder einen η-Zähler unter Verwendung der zuletzt beschriebenen Flip-Flop-Schaltmigen. Negative Impulse werden hier auf die Impulsleitung 30 übertragen, mit der alle linken Selten der Stufen verbunden sind, während alle rechten Seiten an die Rückstelleitung 3 t angeschlossen sind. Durch Wahl der Widerstände 32 und 33 läßt sich auch hier erreichen, daß sich nur eine Stufe in der einen Gleichgewichtslage befindet und alle anderen die andere Lage einnehmen müssen. Nehmen wir wieder an, daß die Stufe I zunächst in dieser bevorzugten Lage ist und entsprechend dem eingezeichneten Pfeil über den rechten Zweig den größeren Strom führt. Ein negativer Impuls auf der Impulsleitung läßt dann diese Stufe I umschlagen, während alle andern zunächst unbeeinflußt bleiben. Die Umladung des Kondensators 34 über die Spule 35 bewirkt dann aber, daß anschließend die Stufe II umschlägt. So schaltet sich auch hier mit jedem Tmpuls die bevorzugte Gleichgewichtslage von Stufe zu Stufe weiter.

Claims

Patentansprüche:

τ. Kippkreisschaltung mit einer durch Gleiehstronunagnetisierung ihres ferromagnetische!! Kernes steuerbaren, mit Wechselstrom konstanter Frequenz gespeisten Induktivität, deren Kern zusätzliche Magnetisierungswicklungeu trägt, von denen eine ständig von einem über eine Gleichrichteranordnung aus dem Wechsel-Stromkreis der Kippkreisschaltung entnommenen Gleichstrom durchflossen wird, während der oder den anderen Magnetisiermigswicklungen willkürlich Steuerimpulse zugeführt werden, die ein »Kippen .< — d. ¹Ii. ein Springen über ein unstabiles Gebiet — des durch die Induktivität

fließenden Wechselstromes in die eine oder andere zweier stabiler Gleichgewichtszustände bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität in Reibe mit einer Kapazität geschaltet ist, mit der sie einen verstimmbaren Reihen resonanz kreis bildet, und die ständig gleicbstromdurchnossene Magnetisierungs wicklung über einen Gleichrichter a.n die Resonanzspannung des Reiheniresonanzkreiises aiigesch!:: ■-

ίο sen ist.
2. Kippkreisschakung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der ständig gleicbstromduirehnossenen Alagnetisieruegswicklung ein vorzugsweise einstellbarer Widerstand liegt.
3.Kippkreissdhaltung nacli Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der ständig glerichstromdurchflossenen λlagnetisierungswicklung und weiteren mit ihr in Reihe geschalteten Schaltelementen ein GlättungskondeiTsator geschaltet ist.
4. Kippkreisschaltung nach Anspruc'h i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der ständig gleichstrom durchflossenen Wicklung ein kapazitives Übertragungsglied geschaltet ist, an das eine zur Aufnahme von Steuerimpulsen bestimmte Magnetisierungswieklung einer zweiten Kippkreisschaltung angeschlossen ist.
5. Kippkreisschaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Reihe von jeweils über kapazitive Übertragungsglieder miteinander gekoppelten ein zel ne η Kippk reis sch al tu nge u.
6. Kippkreisschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander gekoppelten Kippkrejsschalifcungen zu einem Ring zusammengeschlossen sind, der vorzugsweise aus zehn EHizelkippkreisischaltungen zusammengesetzt ist.
7. Kippkreisschaltung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Weiterschaltung auf eine zweite oder folgende Kippkreisschaltung der sämtliche Kippkreisschaltumgen speisende Wechselstrom gesteuert wird, wobei vorzugsweise für die Steuerung des Wechselstromes eine magnetische steuerbare Induktivität verwendet ist.
S. Kippkreisschaltung nach Anspruch J, gekennzeichnet durch ein in der gemeinsamen Stromzuleitung zu den Kippkreisschaltungen liegendes, als Parallel resonanzkreis ausgebildetes Schaltelement, dessen Spule auf einem ferromaguetischen Kern sitzt, der durch eine zusätzliche λ fagnet i'S ie rungs wicklung magnetisierbar ist.
9. Kippkreisschaltung nach Anspruch 1 oder .'iiiem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kippkraise derart z-usammengesühaltet sind, daß die dauernd.gleichstromdurchrlossenen AI agnetisierungis wicklungen der Induktivitäten jeweils von der Resonanzspaiinung der anderen Kippkrei-sschaltungen gespeist sind.
10. Kippkreii.s'schaltuug nach den Ansprüchen 1 bis u, dadurch gekennzeichnet, dal.l die Rei'henresonanzkreise der Kippkreisschaltungen bei liichtmagnetisierten Kernen der Induktivitäten zumindest nä'herungsweise auf Resonanz mit der die Kippkreise speisenden Wechselspannung eingestellt sind.
11. Kippkreisschaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ZeitkoustaritengWeder in den Stromkreis der dauernd gleich.stromdürc'hflossenen λ[agiieti-sderungswicklungen der Induktivitäten geschaltet sind.

\2. Kippkreisschaltung naöh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitglieder auf die Impulse weiterleitende Kopplungsglieder zwischen den Kippkrcisscbaltungseiaibeiten wirken und die Kippkreiisschaltungseiniheiten, die aus zwei wechselweise erregten einzelnen Kippkreisschaltungen bestehen, zu einer die Kippkreis-e selbsttätig nacheinander kippenden Reihen- oder Ringkreisschaltung vereinigt sind.

In Betracht gezogene üruck.vchriften:

Deutsche Patentschriften Xr. 643586, 722816, 392. 815 200. 724 020, 615 851;

deutsche Patentanmeldung S 1514 VIII a/21 a ¹ ; Proc. LR.K., Juni 1950, S. 626 bis 629;

Fortschritte der Radiotechnik, Bd. 12, 1950/51, Heft Supplement, S. 51 bis 71 ;

ASEA Journal, 1939, S. 78:

Electrical World, 1932. 2^. Juni, S. 1098.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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