SE183103C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: P I Wyndham Prioritet begtird frail den 31 mars 1955 (Storbritannien) FOreliggande uppfinning hanfor sig till signaldetektorer eller -mottagare och da narmare bestamt till detektorer eller mottagare, i vilka lagfrekventa utgangssignaler i en likstromsforstarkares utgangskrets anvandas fOr manovrering av likstrOmsrelaer eller kopplin gsapparater.

F8r tillfredsstallande funktion Sr det onskvart, alt den tid det paverkade relaet Sr tillslaget skall vara i huvudsak densamma oavsett signalnivan. Detta Sr normalt icke fallet, eftersom de mottagna signalstromspulserna pa intet satt aro fyrkantiga och eftersom relaet slar till och ifran vid en viss niva, tenderar tillslagstiden att bli langre for signaler av hog niva. Denna effekt kan till en viss grad motverkas genom att anvanda gallerstrom for laddning av en kondensator for astadkommande av en omkastad gallerf Orspanningoch genom lampligt val av tidskonstanten for kretsen kan man uppna, att fOr signaler av hog nivk forsenas tidpunkten for relaets tillslagning och framflyttas tidpunkten fOr franslagning jamfort med vid signaler av lag niva.

I praktiken Sr emellertid icke alltid korrektion pa detta satt tillfyllest och huvudandamalet med foreliggande uppfinning Sr att Astadkomma en forbattrad kopplingsanordning, varigenom den effektiva varaktigheten av signalpulserna for manovrering av relaet och mellanrummen mellan pulserna kunna lianas i huvudsak oforandrade Over ett vidstrackt omrade av nivavariationer.

Enligt uppfinningen uppnas detta genom att i detektorn eller mottagaren anordna en transientdetektor for alstring av en transientforspanning, vars amplitud varierar med lutningen pa signalens eller dess envelopps framre flank, samt medal for patryckning av denna forspanning pa forstarkarens galler Over en for signalen och forspanningen gemensam ingangskanal i motsatt riktning mot den signalspanning, frail vilken forspanningen Sr avledd, sa att genom gallerstrOmmens verkan vid laddning av en kondensator i motsatt riktning mot signalspanningen relaets tillslagning fOrdrojes, medan dess franslagning paskyndas.

Uppfinningen forklaras narmare i f6ljande beskrivning av pa bifogade ritning visade utforingsformer. Fig. 1 visar ett kurvdiagram askadliggOrande arbetssattet for en kand detektortyp. Fig. 2 visar en forenklad koppling, vilken kan fungera enligt uppfinningen. Fig. 3 visar ett kurvdiagram askadliggarande funktionen hos ett rela matat av en detektor enligt uppfinningen. Fig. 4 visar en modifikation av kopplingen enligt fig. 2. Fig. 5 visar ett mera fullstandigt kopplingsschema fOr en detektor liknande den i fig. 4.

Arbetssattet hos de kanda detektorerna askadliggores schematiskt i fig. 1, dar (a) visar relaets reaktion for en signal med lag niva och (b) dess reaktion for en signal med hog nivd. Det antages, att barvagsmodulerade signaler av lika langd utsandas vid sandaren och att under vissa overforingsfOrhallanden signalen (a) och att under andra forhallanden signalen (b) kommer att mottagas efter den i mottagaren utfOrda omvandlingen, varvid skillnaden mellan signalerna visas starkt overdriven i diagrammet. Signaleringsrelaet arbetar vhf en effektiv likstromssignalniva x och till foljd av den branta vagfronten f1 hos vaxelstrOmssignalens envelopp for hognivasignalen nar likstromsutgangssignalen arbetsnivan tidigare an i lagnivasignalfallet. Harav torde inses, att varaktigheten hos den resulterande likstromssignalen, vilken antydes med den dubbla linj en, Sr langre i fallet (b) an. i fallet (a), med tiden t1 saval vid framre som vid bakre flanken, medan onskemalet är, att den effektiva, relaet paverkande likstramssignalen Or lika i bada fallen.

Det torde vara klart, att den gallret i detektorforstarkaren patryekta signalfOrspanning- 2— — en kontrollerar varaktigheten hos utgangssignalen och att om signalforspanningen kunde regleras i beroende av signalenveloppens hit-fling och i en sadan riktning, att likstromssignalens stigning till nivan fordrojes och eller avtagandet paskyndas till samma niva skulle det onskade resultatet kunna uppnas.

Ett utfi:irande av en detektor, som kan anvandas for att na detta resultat askadliggOres i fig. 2. Det antages, att barvagsmodulerade fingerskivesignaler utsandes och att en inkommande vaxelstromssignal, exempelvis i 4 kp/s bandet, forstarkes vid A och likriktas av en vaxelstroms-likstromskonverter W. Den likriktade signalen inmatas till en transientdetektor Y, som är inkopplad mellan ingangsforstarkaren A och den av r6ret V1 med fOrspanningskretsen Ri, C1 bildade likstromsforstarkaren Anodkretsen till roret V1 innehaller belastningsrelaet P, som pa kant satt är forsett med en forspanningslindning w for neutralisering av de staende likstromskomponenter, som passera genom reldets manoverlindning, och for mojliggorande av installningar for kompensering av variationer I rorparametrar och for andra andamal. Konvertern avger likriktade pulser, som alltid atfOljas av frainre och bakre transientkomponenter. Dessa transienta komponenter, som upptrada vid bakre och framre flankerna pa den fran konvertern utgaende likstromssignalen och ga genom pritnarlindningen i transformatorn TR1, inducera en strom i sekundarlindningen, som pa grund av helvagslikriktaren MR1 och belastningsmotstandet 112 alstrar en laddning pa kondensatorn G2, som ar en funktion av lutningen hos den av forstfirkaren A avgivna vaxelstromssignalens envelopp och foljaktligen aven av den till fOrstarkaren A inkommande vaxelstromssignalens niva. Laddningen pa kondensatorn C2 ãr anordnad att vara av sadan polaritet, att den motverkar den fran vaxelstroms-likstromskonvertern W kommande likstromssignalen, vilken sasom torde inses astadkommer en potential Over motstandet R. Effekten av denna signal och den motverkande forspanningen blir en resulterande signal pa gallret I rOret V1, vars varaktighet ar mera oberoende av vaxelstromssignalens niva an den skulle vara utan den transienta forspanningen. Denna effekt askadliggOres i kurvdiagrammet I fig. 3, dar (a) och (b) ater visa verkan av signaler med lag niva och med hog niva.

I (a) ar transientforspanningen g, som alstras i opposition till den initierande likstromssignalen forsumbar pa grund av den svaga lutningen hos vagfronten f, pa vaxelstromssignalens envelopp.

I (b) ar transientforspanningen gib stor pa grund av den branta lutningen hos va.gfronten f3 pa vaxelstromssignalens envelopp. Denna motverkar den initierande likstromsignalen och alstrar darmed en effektiv likstroms ingangssignal, som visas med den streckade kurvan g21', vilken (med antagande av en. ilknande effekt vid signalens slut) begransar varaktigheten hos den effektiva likstromssignal, som paverkar relaet, till ett varde t3, vilket narmar sig varaktigheten t2 hos den likstromssignal, som avledes fran vaxelstromssignalen med lag niva.

Punkten y pa transformatorns sekundarlindning kan anslutas till jord eller alternativt till en positiv forspanningskalla, som astadkommer en troskelkontroll for transientforspanningens varde. Likasa patryckes gallret i r6ret Vi en negativ forspanning pa kant salt for att reducera den staende anodstrOnamen ehuru nagon motsvarande forspanningskalla icke visats i fig. 2.

Det har i praktiken visat sig, att ndr lutningen pa vaxelstromssignalens envelopp ãr relativt stor, dvs ndr enveloppen narmar sig rektangular form, sasom fallet är vid fingerskivesignaler, ar korrektion vid bada andarna av signalen icke nodvandig. I allmanhet ar aven av nedan angivna skal en transientforspanning fran framre flanken att foredraga framfor transientforspanning fran bakre flanken. God korrektion for signalnivavariationer erhalles därfOr enligt uppfinningen aven genom anvandning av en halvvagslikriktare MR2, &Isom visas i fig. 4 i stallet for helvagslikriktaren MR1, i vilket fall Iransientforspanningssignalen. frail bakre flanken i fig. 3 icke kommer att upptrada, i det att polariteten hos sekundarlindningen i transformatorn TR1 gOr att denna puls undertryekes. De anvanda likriktarna kunna lampligen vara av halvledarklassen, ehuru aven hOgvakuumdioder utan vidare kunna anvandas. Transientforspanningens niva kan regleras pa i det fOljande fOrklarat salt.

Det torde inses, att i allmanhet kommer den av transientforspanningssignalen alstrade tidsforskjutningen av huvudsignalens framre flank att vara beroende av kretskonstanterna for sekundarkretsen till transformatorn TR1 och kan installas pa lfimpligt satt. Ett ytterligare utmarkande drag for denna detektors arbetssatt ar emellertid, att for en viss transientforspanningskrets varierar den av transientforspanningen alstrade fOrskjutningen med nivan hos den signal, fran vilken den ar avledd. Detta beror pa gallerstrommens verkan i den av motstandet R1 och den darned parallellkopplade kondensatorn C1 bildade gallerforspanningskretsen. I fall av signaler med hog niva upptrader en avsevard gallerstrom, innan signalen nar sitt fulla varde, och denna gallerstrom astadkommer genom att alstra en omkastad forspanfling Over kondensatorn C, en fordrojning av relaets tillslagning. Far signaler av lag niva Or denna effekt mycket raindre och kan vara forsumbar. Vid pulsens bakre flank kommer flankens lutning hos en signal med hog — —3 niva att vara sadan, aft signalstr8mmen sjunker till noll pa en tid, son( är mindre an tidskonstanten for kretsen 111, C, och foljaktligen blir den omkastade forspanningen verksam for paskyndande av relaets franslagning. Denna verkan kommer att vara mindre uttalad vid signaler av lag niva, enar den omkastade fOrspanningen da är lagre.

Ehuru ovan endast drift med tonpulssignalering, dvs. det driftsatt, dar signaler sandas genom patryckning av tonpulser under signaleringsperioden, har diskuterats, kunna signaldetektor av den beskrivna typen aven anvandas for att detektera ett signalelement bestaende av en. diskontinuitet av viss varaktighet i en kontinuerlig vaxelstrom, vilket driftsatt ma benamnas tonavbrottssignalering.

Nar ett ingangssignaltag innehaller element med varaktigheten. T, alskilda av element med varaktighet Tb, är det uppenbart att p. grund av tiden T, for den rorliga relakontaktens rorelse kommer med en lamplig forspanning den frail detektorn utgaende signalen att innehalla element med varaktigheten T, atskilda av element med varaktigheten T,--2T, eller element av varaktigheten Tb atskilda av element med varaktigheten T,-2T,. Tonavbrottsdrift innebar narmare bestamt, att om omkastningar harstammande frau exempel-vis pulser om 20 millisekunder tilh och millisekunder fran» inforas skulle relaet ideellt alstra pulser om 20 millisekunder pa brytkontakterna. Endr reldets rorelsetid ar omkring 1 millisekund i vardera riktningen, innebar detta 18 millisekunder pa slutkontakterna. Tonavbrottsdrift innebar, att med samma ingangssignal reldet ideellt skulle giva pulser pa 20 millisekunder pa slutkontakterna.

Det är tydligt, att tonavbrottsdrift kraver mindre negativ forspanning i likstrOmsfOrstarkaren An tonpulsdrift och det har joke vi-sat sig mojligt att uppratthalla relapulsernas varaktighet i bada fallen blott genom att variera reldforspanningen. Reglering av transientforspanningen kraves aven och den onskade effekten uppnas genom att ge saval mind-re transientforspanning som mindre relaforspanning under tonavbrottsdrift. Den Iransienta forspanningen reduceras, sasom skall beskrivas nedan, genom att uttaga endast en del av totalspanningen Over transformatorn. Verkan av en forspanningsreglering vid en, signal med lag niva askadliggores schematiskt I fig. 3(a)', dar t2 antyder relakontaktens tillslagettid under vissa villkor och t4 under andra villkor. Dot torde observeras, att den nivaforspanningskorrektion, som tillAmpas for to-tillstandet ar olamplig f8r 4-tillstandet och foljaktligen. ãr ett ytterligare kannetecken for foreliggande uppfinning, att amplituden hos den transienta forspanningen valjes sâ, att detektorn patrycker detekterade signaler med hog nivâ en. varaktighetstiorrektion lampad for relaets eller liknande apparats forspanningsinstallning.

Ett salt, pa vilket detta kart utforas, antydes schematiskt i fig. 4, dar sekundarlindningen i transformatorn TR1 visas f8rsedd med en omkopplare med ett antal uttagspunkter a, b, c, som mojliggor val av olika transformeringssteg och darmed installning av storleken pa laddningen pa kondensatorn C2 och amplituden pa den transienta forspanningen. Denna verkan kan aven astadkommas medelst ett variabelt belastningsmotstand Over sekundarlindningen i transformatorn TR1 eller genom variation av tidskonstanten hos C2, R2. Samma metoder kunna anvandas i kopplingen enligt fig. 2.

Verkan av variation av den transienta forspanningens amplitud pa detta satt askadliggores schematiskt vid den framre flanken pa det i fig. 3(b), visade signalelementet, dar och V visa den transienta forspanningen vid ett Mgt resp. ett lagt upptransformeringsfOrhallande svarande mot uttagspunkterna a och c i fig. 4, varjamte g2 och V visa den effektiva tidsforskjutningen av den framre flanken hos den detekterade signalen. Kopplingen kan 'au anordnas sa, att en enkel med omkopplaren i fig. 4 sammankopplad stromstallare omstaller detektorn Iran tonavbrotistill tonpulsdrift eller vice versa.

Fig. 5 visar ett mera detaljerat kopplingsschema for detektorn i fig. 4, varvid dar sa dr mojligt motsvarande hanvisningsbeteckningar anvants for komponenter med samma eller likartad funktion i de bada figurerna. Mottagningsforstarkaren V1 motsvarar forstarkaren A i fig. 2 och diodlikriktaren VIE svarar mot halvvagslikriktaren MR2 i fig. 4. Funktionen hos komponenter utan hanvisningsbeteckningar torde vara sjalvklara for fackmannen och skall darfor joke behandlas De inkommande barvagssignalerna patryckas primarlindningen i transformatorn TR3, som pa ingangssidan kan vara forsedd med en anordning for reglering av de inkommande signalernas niva. Signalerna forstarkas av trioden V, vars utgangssignal via transformatorn TR2 kopplas till -vaxelstrorns-likstrOmskonvertern W, vars likriktade utgangssignal overfores genom transformatorn TR1. Den av transformatorns sekundarlindning och diodlikriktaren V,' bildade transientdetektorn alstrar en transientforspanning pa kondensatorn C2 och denna forspanning patryckes gallret i forstarkarroret V1 i motsatt riktning mot den frail primarlindningen i transformatorn TR1 avledda signalen, sasom redan beskrivits med hanvisning till fig. 4.

I fig. 5 visas kontakten i relaet P vid ingen toningangssignal till detektorn och omkopplingen fran tonavbrotts- till tonpulsdrift sker genom omkopplaren S pa redan beskrivet salt. 4— — Ett installbart troskelvarde for den transienta forspanningen erhalles genom att Over motstanden 11.3 och R4 koppla punkten y till den positiva klamman pa arbetsspanningskallan, varvid det senare motstandet aven tjanar till installning av forspan:ningslindningen w i relaet P.

Claims (3)

Patentansprak:

1. Signaldetektor eller -mottagare, i vilken likstramssignaler eller likriktade vaxelstramssignaler bringas att manovrera ett rela i en likstramsforstarkares utgangskrets, kannetecknad darav, att for att forhindra att signaler med hOg niva giva en langre tillslagettid hos relaet an signaler med lag niva och samma nominella varaktighet är en transientdetektor an ordnad att alstra en transientforspanning, vars amplitud varierar med lutningen ph signalens eller dess envelopps framre flank, varvid medel aro anordnade for patryckning av denna forspanning pa farstarkarens galler over en for signalen och forspanningen gemensam ingangskanal i motsatt riktfling mot den signalspanning, frau vilken f Orspanningen är avledd, sit att genom gaiterstrommens verkan vid laddning av en kon densator i motsatt riktning mot signalspanningen reldets tillslagning fordrojes, medan dess franslagning pa.skyndas.

2. Signaldetektor eller -mottagare enligt patentanspraket 1, kannetecknad darav, att transientdetektorn innehaller organ for inreglering av transientforspanningen pa olika nivaer for att anpassa den till de olika driftsvillkoren vid anlaggningar med tonavbrottssignalering och tonpulssignalering.

3. Signaldetektor eller -mottagare enligt patentanspraket 1 eller 2, kannetecknad darav, att transientdetektorn innehaller en transformator med en forsta lindning, genom vilken de in_kommande signalerna patryck-as forstarkarens galler, samt med en andra lindning ansluten till en likriktare och ett motstandskondensatornat med lamplig tidskonstant, sit att transientforspanningen alstras Over kondensatorn i motsatt riktning mot den genom den forsta lindningen pit forstarkarens galler patryckta signalspanningen. Aniforda publikationer: Patentskrifter frein Sverige 122 653; Storbritannien 502 914, 677 757; Tyskland 933 212; USA 2 319 306.