DE968340C - Anordnung zur Erzeugung saegezahnfoermiger Spannungen - Google Patents
Anordnung zur Erzeugung saegezahnfoermiger SpannungenInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
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Description
AUSGEGEBEN AM 6. FEBRUAR 195S
F 14288 Villa/2ig
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Spannungen und
hat insbesondere eine Anordnung zum Ziel, die es gestattet, derartige Spannungen mit einfachen
Mitteln zu erzeugen.
Es ist bekannt, mittels einer periodisch erfolgenden Veränderung des elektrischen Feldes in einer
Eisenkernspule z. B. durch rotierende ferromagnetische Körper elektrische Wechselspannungen zu
induzieren. Durch besondere Formgebung des bewegten Körpers oder des Stators kann hierbei die
Kurvenform der induzierten Spannung in mannigfacher Weise beeinflußt werden. Abweichend von
den bekannten Anordnungen hat die erfindungsgemäße den Zweck, periodische Wechselspannungen
zu erzeugen, die eine möglichst exakte, lineare Sägezahnform besitzen und deren Frequenz gleich
der sekundlichen Drehzahl der rotierenden Anordnung ist.
Sägezahnförmige Spannungen werden in der Nachrichtentechnik viel verwendet, und es ist üblich,
zu ihrer Erzeugung Elektronenröhren zu verwenden, insbesondere dann, wenn ein linearer
Anstieg und Abfall der Spannung erzielt werden soll. Dadurch wird ein relativ großer Aufwand an
Schaltmitteln notwendig. Soll z. B. zur Drehzahlregelung eines Motors oder eines Generators eine
Regelspannung durch Phasenvergleich von Impulsen erzeugt werden, so ist es zweckmäßig, direkt
von der rotierenden Welle Impulse oder sägezahn-
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förmige Spannungen abzuleiten. Die Folgefrequenz dieser Impulse soll zur Drehzahl des Motors oder
Generators in einem festen und konstanten Verhältnis stehen und ihre Phasenlage mit der einer
definierten Winkellage der rotierenden Welle übereinstimmen. Die bekannten Verfahren leiten einen
Steuerimpuls von der rotierenden Welle ab und verwenden diesen Impuls zur Steuerung eines Sägezahngenerators.
Eine solche Schaltung enthält für ίο gewöhnlich eine große Anzahl von Schaltelementen
und ist störungsanfällig.
In einer Anordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger
Spannungen, bestehend aus einer in einem magnetischen Kraftfeld befindlichen Spule und
einem in demselben Kraftfeld befindlichen Körper aus ferromagnetischem Material, der durch seine
Bewegung den magnetischen Fluß in der Spule verändert, wird erfindungsgemäß nun folgendes
vorgeschlagen: Der zur allmählichen Veränderung dieses Flusses während des größeren Teiles der
Periode dieses Sägezähnes dienende bewegliche Körper ist als ein exzentrisch gelagerter Zylinder
ausgebildet, an dem außerdem parallel zu seiner Achse, vorzugsweise an derjenigen Stelle seines
Umfanges, die am weitesten von der Achse entfernt ist, zur sprunghaften Veränderung des Flusses
am Anfang und am Ende des kleineren Teiles der Sägezahnperiode ein Einsatzstück angebracht ist,
dessen, in Drehrichtung gesehen, vordere Kante den Umfang des Zylinders um ein kleineres Stück
überragt als die hintere Kante.
Der Rotor verändert während der Drehung entsprechend seiner Form den Luftspalt zwischen sich
und der Spule, wodurch eine Änderung des magnetischen Nebenschlusses und damit eine Änderung
des magnetischen Flusses in der Spule bewirkt wird. Dadurch wird in der Spule eine Spannung
induziert, deren zeitlicher Verlauf von der Form des Rotors abhängt.
Der Rotor wird zweckmäßigerweise durch Schrauben auf der angetriebenen Meßwelle festgeklemmt.
Dadurch ist es möglich, durch Lösen der Schrauben und Verdrehen des Rotors auf der
Meßwelle die Phasenlage der erzeugten Sägezahnspannung zu verändern. Ebenso ist auf diese Weise
der Rotor leicht auswechselbar.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Fig. 1 bis 5
ausführlicher beschrieben. Es zeigt Fig. ι eine erfindungsgemäße Anordnung zur Erzeugung
sägezahnförmiger Spannungen,
Fig. 2 einen Schnitt senkrecht zur Achse des Rotors,
Fig. 3 die Schaltung zur Erzielung einer sägezahnförmigen Spannung aus der induzierten Spannung,
Fig. 4 Formen der erzeugten Sägezahnspannung, Fig. 5 eine andere erfindungsgemäße Anordnung
zur Erzeugung sägezahnförmiger Spannungen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist in unmittelbarer Nähe einer Spule 1 ein auf eine angetriebene Meßwelle
aufgesteckter Rotor 2 angeordnet, dessen Form der in Fig. 2 dargestellte Schnitt zeigt. Der
Rotor ist als exzentrisch gelagerter Zylinder 3 aus weichem Eisen ausgebildet und trägt an der Stelle
des Umfanges, welche am weitesten von der Achse entfernt ist, ein Einsatzstück 4. In Drehrichtung
gesehen überragt dessen vordere Kante 5 den Radius des Zylinders um ein kleineres Stück als die hintere
Kante 6. Das Dach 7 des Einsatzstückes 4 ist als Ebene ausgebildet, und die Länge und Breite des
Einsatzstückes sind gleich der Länge und Breite des Eisenjoches der Induktionsspule, wie aus Fig. 1
zu erkennen ist.
Bildet man den Rotor nur als exzentrisch gelagerten Zylinder aus, so wird bei seiner Drehung
in der Spule 1 eine Spannung induziert, deren zeitlichen Verlauf Fig. 4 a zeigt. Nach Anbringen des
Einsatzstückes erfolgt beim Drehen des Rotors eine plötzliche Änderung des magnetischen Flusses in
der Spule, welche durch die vordere Kante des Einsatzstückes bewirkt wird. Wie in Fig. 4b dargestellt,
wird so dem verschliffenen Sägezahn der Fig. 4a eine Spannungsspitze überlagert. Entsprechende
Überlegungen gelten für die Änderung des magnetischen Flusses, welche durch die hintere
Kante des Einsatzstückes bewirkt wird. In Fig. 4b sind die so induzierten Spannungsspitzen ausgezogen
gezeichnet, während die ohne Einsatzstück induzierte Spannung gestrichelt gezeichnet ist. In
der Spule 1 überlagern sich diese Spannungen.
Die Spule 1 wird mittels einer Gleichstromquelle 8 vormagnetisiert. In Reihe mit ihr ist ein
regulierbarer Widerstand 9 geschaltet, der etwa 50% größer ist als der Innenwiderstand der beiden
Wicklungen der Spule 1. Zum Beispiel ist bei einem Innenwiderstand von 3,3 kQ die Größe des Widerstandes
5 kQ. Dreht sich der Rotor, so erfolgt durch die Kanten des Einsatzstückes eine plötzliche
Änderung des Magnetflusses in der Spule, und es werden Schwingungen in dem aus der Spuleninduktivität
und der Eigenkapazität der Spule gebildeten Schwingungskreis angestoßen, die durch
den Widerstand 9 gedämpft werden. Ist R = O, so
arbeitet man wechselstrommäßig im Kurzschluß, d. h., die angestoßene Schwingung wird zu stark
gedämpft, und man erhält an den Ausgangsklemmen eine Spannung entsprechend Fig. 4d. Wird jedoch
der Widerstand 9 zu groß gewählt, so treten Einschwingvorgänge auf, wie sie in Fig. 4 ε dargestellt
sind. Durch entsprechende Einstellung des Wider-Standes 9 läßt sich eine sägezahnförmige Spannung
der gewünschten Form erreichen, wie sie in Fig. 4 c beispielsweise dargestellt ist.
Durch entsprechende Maßnahmen, z. B. durch Umpolen der Vormagnetisierung der Spule, kann
die Polarität der Sägezahnkurve umgekehrt werden.
Durch entsprechende Formgebung des Zylinders des Rotors kann man eine beispielsweise parabelförmige
Vorverzerrung des ansteigenden Teiles der Sägezahnkurve erreichen. Diese Vorverzerrung ist
dann erforderlich, wenn die sägezahnförmige Spannung über einen Ausgangstransformator auf
die Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre übertragen wird, wie dies bei Gemeinschaftsanlagen für
Fernsehempfang der Fall sein kann, da dadurch die
durch den Transformator hervorgerufene Verzerrung kompensiert wird.
Bei ■ der angegebenen Dimensionierung der Schaltelemente wird eine Sägezahnamplitude von
50 Vss bei 25 Hz erreicht, wenn die Größe des
Vormagnetisierungstromes 50 mA beträgt.
Die Lösung der eingangs gestellten Aufgabe, die Erzeugung einer sägezahnförmigen Spannung
großer Amplitude mit einfachen Mitteln zu erreichen, läßt sich gemäß einer Weiterbildung des
Erfindungsgedankens auch auf folgende Art erzielen.
Vor einer vormagnetisierten Spule befindet sich eine ebene Platte aus magnetisch weichem Material,
welche langsam auf die Spule hin- und sehr schnell von der Spule wegbewegt wird. Der Ablauf dieser
Bewegung kann beispielsweise durch mechanische Mittel (Nockenwelle) gesteuert werden. Ein Ausführungsbeispiel
ist schematisch in Fig. 5 dargestellt, wobei gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie in den Fig. 1 bis 4.
Die auf die oben beschriebenen Arten erzeugten sägezahnförmigen Spannungen können beispielsweise
dazu verwendet werden, über eine Vergleichsschaltung die Drehzahl und Phasenlage eines
Motors oder eines Generators zu regeln.
Bei einer Fernsehgemeinschaftsanlage werden vorteilhaft nicht nur Videosignale in einem Hauptempfänger
verstärkt und über Leitungen zu den Nebenempfängern gegeben, sondern es ist ebenso
vorteilhaft, auch die Ablenkspannungen für die Bildröhre zentral zu erzeugen und über Leitungen
den Nebenempfängern zuzuleiten. Auch zu diesem Zweck kann die erfindungsgemäße Anordnung verwendet
werden.
Claims (10)
- Patentanspruch K;i. Anordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Spannungen, bestehend aus einer in einem magnetischen Kraftfeld befindlichen Spule und einem in demselben Kraftfeld befindlichen Körper aus ferromagnetischem Material, der durch seine Bewegung den magnetischen Fluß in der Spule verändert, dadurch gekennzeichnet, daß der zur allmählichen Veränderung dieses Flusses während des größeren Teiles der Periode des Sägezahnes dienende bewegliche Körper als ein exzentrisch gelagerter Zylinder ausgebildet ist und daß parallel zu seiner Achse, vorzugsweise an derjenigen Stelle seines Umfanges, die am weitestens von der Achse entfernt ist, zur sprunghaften Veränderung dieses Flusses am Anfang und am Ende des kleineren Teiles der Sägezahnperiode ein Einsatzstück angebracht ist, dessen, in Drehrichtung gesehen, vordere Kante den Umfang des Zylinders um ein kleineres Stück überragt als die hintere Kante.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule zwei Wicklungen trägt, von denen eine zur Vormagnetisierung der Spule dient.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule derart ausgebildet ist, daß der magnetische Fluß das Einsatzstück zweimal durchsetzt, indem beispielsweise die Induktionsspule als E-Kern ausgebildet ist.
- 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Induktionsspule ein Widerstand veränderlicher Größe geschaltet ist, durch dessen Veränderung der ansteigende Teil der Sägezahnkurve geändert wird.
- 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand 50% größer ist als der Innenwiderstand der beiden Wicklungen der Induktionsspule, und zwar vorzugsweise etwa gleich 5 kQ.
- 6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung von Mitteln zur Umkehrung der Polarität-der Sägezahnkurve, beispielsweise durch Umpolen der Vormagnetisierung der Induktionsspule.
- 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor leicht auswechselbar angeordnet ist.
- 8. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch entsprechende Formgebung des Zylinders des Rotors zur Erreichung einer vorzugsweise parabelförmigen Vorverzerrung des ansteigenden Teiles der Sägezahnkurve.
- 9. Anordnung nach Anspruch 1, jedoch mit der Abänderung, daß der Körper als Vorzugsweise ebene Platte ausgebildet ist und derart auf die Induktionsspule zu- und von dieser wegbewegt wird, daß diese Bewegung in einer Richtung viel schneller als in der anderen Richtung erfolgt.
- 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf der Bewegung durch mechanische Mittel, vorzugsweise durch eine Nockenwelle gesteuert wird.105In Betracht gezogene Druckschriften :
USA.-Patentschrift Nr. 2231 118;
französische Patentschrift Nr. 1 065 450.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 609 736/315 12.56 (709 8T4/24 1.58)
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DE968340C true DE968340C (de) | 1958-02-06 |
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Family Applications (1)
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DEF14288A Expired DE968340C (de) | 1954-03-28 | 1954-03-28 | Anordnung zur Erzeugung saegezahnfoermiger Spannungen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE968340C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1275592B (de) * | 1963-10-18 | 1968-08-22 | Rank Organisation Ltd | Vorrichtung zur Erzeugung zweier gegeneinander phasenverschobener elektrischer Signale |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2231118A (en) * | 1937-08-09 | 1941-02-11 | Guenther Romann | Generator for musical instruments and the like |
FR1065450A (fr) * | 1951-02-12 | 1954-05-25 | Générateur d'impulsions |
-
1954
- 1954-03-28 DE DEF14288A patent/DE968340C/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2231118A (en) * | 1937-08-09 | 1941-02-11 | Guenther Romann | Generator for musical instruments and the like |
FR1065450A (fr) * | 1951-02-12 | 1954-05-25 | Générateur d'impulsions |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1275592B (de) * | 1963-10-18 | 1968-08-22 | Rank Organisation Ltd | Vorrichtung zur Erzeugung zweier gegeneinander phasenverschobener elektrischer Signale |
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