DE1064985B

DE1064985B - Pulse-controlled converter

Info

Publication number: DE1064985B
Application number: DES54763A
Authority: DE
Inventors: Theodore Hertz Bonn; Robert Dutilh Torrey
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1957-08-16
Filing date: 1957-08-16
Publication date: 1959-09-10

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf signalgesteuerte Umsetzungseinrichtungen und im besonderen auf solche, die magnetische Erscheinungen zur Durchführung der gewünschten Umsetzung ausnutzen, und auf logistische Schaltungen zu deren Anwendung.The invention relates to signal-controlled conversion devices and in particular to those that use magnetic phenomena to carry out the desired conversion, and on logistic circuits for their application.

Zum Betrieb von elektronischen Rechenednrichtungen oder ähnlichen bei sehr hohen Geschwindigkeiten arbeitenden Geräten werden Verstärker zur Ausführung der verschiedenen logistiscben Aufgaben verwendet. Mit Elektronenröhren, die die Ventilwirkung eines geladenen Gitters auf einen Elektronenstrom benutzen, wird eine befriedigende Arbeitsweise als Verstärker erzielt. Ein Nachteil liegt jedoch bei der Verwendung von Elektronenröhren in der ziemlich begrenzten Lebensdauer, die durch Röhrendefekte und den zerbrechlichen Aufgaben der Röhre gegeben ist. Es wurde vorgeschlagen, Verstärkerelemente mit Elektronenröhren durch feste und dauerhafte Elemente zu ersetzen, die den die Lebensdauer begrenzenden Störungen der Elektronenröhren nicht ausgesetzt sind.For the operation of electronic computing devices or similar at very high speeds working devices, amplifiers are used to carry out various logistical tasks. With electron tubes that have the valve effect of a charged grid on a stream of electrons use, satisfactory performance as an amplifier is achieved. However, there is one disadvantage the use of electron tubes in the rather limited lifespan caused by tube defects and the fragile functions of the tube. It has been suggested to use amplifier elements To replace electron tubes with solid and permanent elements that limit their lifespan Electron tubes are not exposed to interference.

In solchen Verstärkern können ferromagnetische Materialien Verwendung finden. Sie weisen eine Hysteresisschleife auf, und die auf derartige Materialien aufgebrachten Wicklungen zeigen beim Betrieb auf den Schleifenstücken, deren zugehörige magnetische Induktion zwischen der positiven und der negativen Remanenz liegt, eine hohe Impedanz und eine niedrige, wenn sich die Induktion von der positiven Remanenz zur positiven Sättigung hin bewegt. Diese Effekte können zur Signalum ⁱSetzung und Verstärkung ausgenutzt werden. Eine Möglichkeit zur Verwendung dieses Effektes liegt darin, daß das gewünschte Ausgangssignal erzeugt wird, während sich der Kern in dem Zustand, der dem Hysteresisschleifenstück mit zugehöriger geringer Impedanz entspricht, befindet. Die Erfindung umfaßt Einrichtungen, die diesen Effekt ausnutzen. Sie werden gewöhnlich als Signalumsetzer oder -verstärker in Serienschaltung bezeichnet.Ferromagnetic materials can be used in such amplifiers. They have a hysteresis loop, and the windings applied to such materials show a high impedance during operation on the loop pieces, the associated magnetic induction of which is between positive and negative remanence, and a low impedance when the induction changes from positive remanence to positive Moving towards saturation. These effects can be exploited to Signalum ⁱ setting and gain. One way to use this effect is to generate the desired output signal while the core is in the state corresponding to the hysteresis loop piece with associated low impedance. The invention includes devices which take advantage of this effect. They are commonly referred to as signal converters or amplifiers in series.

Der Gegenstand der Erfindung unterscheidet sich von dem bekannten Stand der Teclmik dadurch vorteilhaft, daß der magnetische Signalumsetzer in Serienschaltung eine besonders wirksame und schnell ansprechende Eingangsschaltung aufweist, in der ein selektiv zugeführtes Signal die Zuführung eines Stromes von einer Stromquelle steuert, der den. Zustand des magnetischen Kernes bestimmt. Eine derartige Schaltung hat den Vorteil eines Selbstschutzes gegen Wicklungsschäden infolge von Überströmen, und gleichzeitig ist sie auch anwendbar, um eine Steuerung durch eine Anzahl von gleichzeitig auftretenden Eingangssignalen zu ermöglichen.The subject matter of the invention differs from the known prior art advantageously in that that the magnetic signal converter in series connection is particularly effective and fast having responsive input circuit in which a selectively supplied signal is the supply of a current from a power source that controls the. State of the magnetic core determined. Such a one Circuit has the advantage of self-protection against winding damage due to overcurrents, and at the same time it is also applicable to control by a number of simultaneously occurring To enable input signals.

Liegt die Arbeitsfrequenz im Megahertzbereich, so Impulsgesteuerter UmsetzerIf the working frequency is in the megahertz range, so is the pulse-controlled converter

Anmelder:
Sperry Rand Corporation,Applicant:
Sperry Rand Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
ίο Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13 Representative: Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney,
ίο Frankfurt / M. 1, Parkstrasse 13th

Theodore Hertz Bonn, Merion Station, Pa.,
und Robert Dutilh Torrey, Philadelphia, Pa. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt wordenTheodore Hertz Bonn, Merion Station, Pa.,
and Robert Dutilh Torrey, Philadelphia, Pa. (V. St. A.) have been named as inventors

treten viele Schwierigkeiten auf, z. B. im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit, mit der die Hysteresisschleife von einem Stoff durchlaufen werden kann, mit der Übertragung unerwünschter Energie in die Eingangsschaltungen und mit der Erzeugung falscher Ausgangssignale.many difficulties arise, e.g. B. in connection with the speed with which the hysteresis loop can be traversed by a substance, with the transfer of unwanted energy into the Input circuits and with the generation of false output signals.

Ein Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung neuer und neuartiger Geräte zur Signalumsetzung, die in Serienschaltung arbeiten.An object of the invention is to provide new and novel devices for signal conversion that are used in Series connection work.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung neuer und neuartiger Geräte zur Signalumsetzung, die bei hohen Frequenzen erfolgreich: arbeiten.Another object of the invention is to provide new and novel devices for signal conversion, which work successfully at high frequencies.

Ferner liegt ein Ziel der Erfindung in der Schaffung neuer und neuartiger Geräte zur Signalumset-•zung, bei denen magnetische Erscheinungen zur Anwendung gelangen.Furthermore, an aim of the invention is to create new and novel devices for signal conversion • in which magnetic phenomena are used.

Ein anderes Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung neuer und neuartiger Geräte zur Signalumsetzung, die eine wirkungsvolle und schnell arbeitende Anordnung zur Eingabe von Signalen aufweisen.Another object of the invention is to provide new and novel devices for signal conversion, which have an efficient and fast working arrangement for inputting signals.

Gemäß der Erfindung ist eine Stromquelle an die gleiche Wicklung angeschlossen wie die Signalimpulsquelle, so daß ein Strom zwischen der Stromquelle und dieser Wicklung oder zwischen der Stromquelle und der Signalimpulsquelle fließt, je nachdem, ob ein Signal von der Signalimpulsquelle zugeführt wird oder nicht.According to the invention, a power source is connected to the same winding as the signal pulse source, so that a current between the current source and this winding or between the current source and the signal pulse source flows depending on whether a signal is supplied from the signal pulse source or not.

Andere Ziele der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung in. Verbindung mit den. Zeichnungen erläutert, und zum Teil ergeben sie sich daraus von selbst. In den Zeichnungen zeigtOther objects of the invention will in part be made clear in the following description in connection with the US Pat. drawings explained, and some of them result from it automatically. In the drawings shows

Fig. 1 ein Diagramm eine idealisierten Hysteresisschleife; 1 shows a diagram of an idealized hysteresis loop;

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführung der Erfindung;Fig. 2 shows a schematic representation of an embodiment of the invention;

909 627/267909 627/267

Fig. 2 a stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 2 dar;Fig. 2a illustrates the operating period of the embodiment of Fig. 2;

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer abgeändertenAusführung der Erfindung;Figure 3 shows a schematic representation of a modified embodiment of the invention;

Fig. 3 a stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 3 dar;Fig. 3a illustrates the operating period of the embodiment of Fig. 3;

Fig. 4 veranschaulicht einige charakteristische Kurvenformen der Ausgangssignale der Ausführung der Fig. 3;FIG. 4 illustrates some characteristic waveforms of the output signals of the embodiment of FIG Fig. 3;

Fig. 5 veranschaulicht einige charakteristische Kurvenformen der Arbeitsimpulse der Ausführung der Fig. 3;Fig. 5 illustrates some characteristic waveforms of the working pulses of the execution of the Fig. 3;

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer abgeänderten Eingangsschaltung;6 shows a schematic representation of a modified input circuit;

Fig. 6 a veranschaulicht die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 6;Fig. 6a illustrates the operating period of the embodiment of Fig. 6;

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Eingangsschaltung;7 shows a schematic representation of a further input circuit;

Fig. 7 a stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 7 dar;Fig. 7a illustrates the operating period of the embodiment of Fig. 7;

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Eingangsschaltung;Fig. 8 shows a schematic representation of another input circuit;

Fig. 8 a stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 8 dar.FIG. 8 a represents the working period of the embodiment of FIG.

Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer abgeänderten Ausgangsschaltung;Fig. 9 shows a schematic representation of a modified output circuit;

Fig. 9 a stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 9 dar;Fig. 9a illustrates the operating period of the embodiment of Fig. 9;

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgangsschaltung;Fig. 10 shows a schematic representation of a further output circuit;

Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausgangsschaltung;Fig. 11 shows a schematic representation of another output circuit;

Fig. IIa stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 11 dar;Figure IIa illustrates the operating period of the embodiment of Figure 11;

Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführung der Erfindung;Fig. 12 shows a schematic representation of another embodiment of the invention;

Fig. 12 a stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 12 dar;Fig. 12a illustrates the operating period of the embodiment of Fig. 12;

Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung einer gegenüber der Fig. 12 abgeänderten Ausführung der Erfindung;FIG. 13 shows a schematic representation of an embodiment of the modified compared to FIG Invention;

Fig. 13 a stellt die Arbeitsperiode der Ausführung der Fig. 13 dar;Fig. 13a illustrates the operating period of the embodiment of Fig. 13;

Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung der Erfindung';14 shows a schematic representation of a further embodiment of the invention;

Fig. 14a stellt die Arbeitsperiode der Schaltung der Fig. 14 dar;Figure 14a illustrates the operating period of the circuit of Figure 14;

Fig. 15 zeigt eine schematische Darstellung einer gegenüber der Fig. 14 abgeänderten Ausführung der Erfindung;FIG. 15 shows a schematic representation of an embodiment of the modified compared to FIG Invention;

Fig. 15 a stellt die Arbeitsperiode der Schaltung der Fig. 15 dar.FIG. 15 a shows the operating period of the circuit of FIG.

Die Fig. 1 veranschaulicht eine idealisierte Hysteresisschleife eines Stoffes, der als Kern für den zu beschreibenden festen und dauerhaften Signalumsetzer verwendet werden kann. B_r bezeichnet die magnetische Induktion der Remanenz und Bg die magnetische Induktion der Sättigung. Als Kernmaterial ist eine große Anzahl von Stoffen verwendbar, wozu die verschiedenen Ferritsorten und die verschiedenen Arten von Magnetbändern einschließlich Orthonik und 4-79-Moly-Permalloy gehören. Diese Stoffe können durch unterschiedliche Wärmebehandlung abweichende Eigenschaften erhalten. Zu der großen Auswahl der verwendbaren Stoffe kommt außerdem die Möglichkeit, die Kerne der Signalumsetzer in einer Reihe verschiedener geometrischer Formen zu bauen, wozu sowohl geschlossene als auch offene magnetische Kreise gehören. Sie sind z. B. Topfkerne, stab- und streifenförmige oder Toroidkerne möglich.Fig. 1 illustrates an idealized hysteresis loop of a substance which can be used as a core for the fixed and permanent signal converter to be described. B _r denotes the magnetic induction of remanence and Bg the magnetic induction of saturation. A large number of materials can be used as the core material, including the various types of ferrite and the various types of magnetic tapes including orthonics and 4-79 moly permalloy. Different heat treatments can give these materials different properties. In addition to the wide range of materials that can be used, there is also the option of building the signal converter cores in a number of different geometric shapes, including both closed and open magnetic circuits. You are e.g. B. pot cores, rod-shaped and strip-shaped or toroidal cores possible.

Die Erfindung ist, wie man sieht, nicht auf bestimmte geometrische Kernformen oder bestimmte Kernmaterialien beschränkt. Die angeführten. Beispiele dienen, lediglich zur Erläuterung. Die einzige Forderung geht dahin, daß der Stoff eine Hysteresisschleife aufweist, die sich der in der Fig. 1 gezeigten idealisierten Hysteresisschleife möglichst nähert.As can be seen, the invention is not restricted to specific geometric core shapes or specific ones Limited core materials. The listed. Examples are for illustrative purposes only. The only The requirement is that the fabric has a hysteresis loop that is similar to that shown in FIG idealized hysteresis loop.

Die verschiedenen Arten der verwendeten elektrischen Impulse werden in der folgenden Weise bezeichnet: Man unterscheidet Taktgeberimpulse und Signalimpulse. Die Signalimpulse tragen; Information und werden in bestimmten Kombinationen eingegeben. Dabei hängt es von der zu übertragenden Information ab, ob Impulse auftreten oder nicht. Im Gegensatz dazu werden die Taktgebeximpulse automatisch in festen Zeitabständen eingegeben und enthalten keine Informationen. Sie können in Arbeitsimpulse und Sperrimpulse eingeteilt werden. Die Arbeitsimpulse liefern gewöhnlich die Energie zum Betrieb des Umsetzers oder öffnen zumindest ein Impulstor, so daß eine andere Quelle den Umsetzer betreiben kann. Die Sperrimpulse verhindern die Einwirkung der Arbeitsimpulse auf die Schaltung des Signaleinganges und bzw. oder die Einwirkung der Schaltung des Signalcinganges auf den Arbeitskreis.The different types of electrical impulses used are denoted in the following way: A distinction is made between clock pulses and signal pulses. The signal pulses carry; Information and are entered in certain combinations. It depends on the information to be transmitted whether impulses occur or not. In contrast, the clock pulses are automatically in are entered at fixed time intervals and contain no information. You can in work impulses and Blocking pulses are divided. The work pulses usually provide the energy to operate the converter or at least open one pulse gate so that another source can operate the converter. the Blocking impulses prevent the working impulses from affecting the switching of the signal input and or or the effect of the switching of the signal ringing on the working group.

Die Fig. 2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung der Elemente eines magnetischen Signalumsetzers. Das Teil C ist ein Kern aus ferromagnetischem Material. Die Wicklung 1 ist die Eingangs- oder Signalwicklung und die Wicklung 2 die Ausgangs- oder Arbeitswicklung. Die Arbeitsweise dieses Signalumsetzers wird unter Bezugnahme auf die idealisierte Hysteresisschleife der Fig. 1 beschrieben. An die Klemme B der Arbeitswicklung wird eine Spannung der Kurvenform B der Fig. 2 a angelegt. Ihre positive Hälfte stellt z. B. während der Zeit t_t bis i_ä den Arbeitsimpuls dar und ihre negative Hälfte z. B. während der Zeit t₂ bis t₃ einen Sperrimpuls, der verhindert, daß in den Signalzeiten t₂ bis i₃ oder i₄ bis i_g usw. ein Strom der Wicklung 2 durch die DiodeD fließt. Das Signal wird während der Signalzeiten in bestimmter Kombination auf die Klemme A gegeben. Während der Arbeitsimpulszeiten, also während der Zeiten t_t bis t₂, J₃ bis i₄, t_s bis f₆ usw., wird ein Sperrimpuls an die Klemme B₁ der Signalwicklung gelegt, der die Diode ff sperrt und verhindert, daß in der Signalwicklung Strom fließt. Das hat zur Folge, daß die Diode D nur während der Arbeitsimpulszeiten leitet und die Diodeff nur während der Signalzeiten.FIG. 2 shows a simplified schematic representation of the elements of a magnetic signal converter. Part C is a core made of ferromagnetic material. Winding 1 is the input or signal winding and winding 2 is the output or working winding. The operation of this signal converter is described with reference to the idealized hysteresis loop of FIG. A voltage of waveform B of FIG. 2a is applied to terminal B of the main winding. Your positive half represents z. B. during the time t _t to i _ä the work pulse and its negative half z. B. a blocking pulse during the time t ₂ to t ₃ , which prevents a current of the winding 2 flowing through the diode D in the signal times t ₂ to i ₃ or i ₄ to i _{g etc.} The signal is sent to terminal A in a specific combination during the signal times. During the working pulse times, i.e. during times t _t to t ₂ , J ₃ to i ₄ , t _s to f ₆ , etc., a blocking pulse is applied to terminal B _{1 of} the signal winding, which blocks the diode ff and prevents in current flows through the signal winding. As a result, the diode D only conducts during the working pulse times and the Diodeff only during the signal times.

Während der Arbeitsimpulszeiten erzeugt die positive Hälfte der Spannung mit der KurveinformS einen magnetischen Fluß im Kern in Richtung des am unteren Ende des Kernes angebrachten ausgezogenen Pfeiles, und der Kern, der sich zur Zeit i, im Magnetisierungszustand B_r befinden möge, ändert diesen von + B_r auf +B_s, das den Bereich niedriger Tmpedanz darstellt. Das Ergebnis dieses Vorganges ist ein Ausgangssignal, worauf der Kern in den Zustand +B_r zurückkehrt. Wird während einer der Signalzeiten ein Signal eingegeben, so wird im Kern ein Fluß in Richtung des am unteren Ende des Kerns angebrachten punktierten Pfeiles erzeugt, und der Kern ändert seinen Magnetisierungszustand von + B_r auf — B_r, das den Bereich hoher Impedanz in der der Taktgeberspannung entgegengesetzten Richtung darstellt. Der nächstfolgende Arbeitsimpuls läßt den Zustand des Kernes nach +B_r zurückkkehren, erzeugt aber keinen Ausgangsimpuls. Man sieht leicht, daß diese Anordnung für jeden Arbeitsimzuls einenDuring the working pulse times, the positive half of the voltage with the curve shape S generates a magnetic flux in the core in the direction of the solid arrow attached to the lower end of the core, and the core, which may be in the magnetization state B _r at time i, changes this from + B _r to + B _s , which represents the area of low impedance. The result of this process is an output signal, whereupon the core returns to the + B _r state. If a signal is input during one of the signal times, a flux is generated in the core in the direction of the dotted arrow attached to the lower end of the core, and the core changes its magnetization state from + B _r to - B _r , which is the area of high impedance in the the opposite direction of the clock voltage. The next working pulse causes the state of the core to return to + B _r , but does not generate an output pulse. It is easy to see that this arrangement has one for each work impulse

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Ausgangsimpuls liefert, sofern während der vorhergehenden Signalzeit kein Eingangssignal auf die Klemmet gegeben wurde. Die Anordnung arbeitet deshalb als Komplementbildner, da das gewünschte Ausgangssignal erscheint, wenn kein Eingangesignal 5 eingegeben wird.Provides an output pulse if no input signal was given to the terminal during the previous signal time. The arrangement therefore works as a complement generator, since the desired output signal appears when no input signal 5 is input.

Man beachte, daß die in der Fig. 2 gezeigte Anordnung wie auch die im folgenden zu beschreibende sogenannte »Serien-Umsetzer« darstellt. Das bedeutet, daß der oder die Verbraucher mit dem Kern hinsiehtlieh der Arbeitsimpulsquelle in Serie geschaltet sind. Die gewünschten Ausgangssignale kommen deshalb in der Regel dadurch zustande, daß der Kern vorübergehend von der positiven Remanenz in die positive Sättigung magnetisiert wird, wie das für den Fall der Fig. 2 erläutert wurde.It should be noted that the arrangement shown in FIG. 2, as well as the so-called "serial converter" to be described below, represents. That means, that the consumer or consumers are connected in series with the core of the working pulse source. The desired output signals therefore usually come about when the core is temporarily is magnetized from the positive remanence to the positive saturation, as is the case for the Fig. 2 was explained.

Ferner sei erwähnt, daß nicht nur die Anordnung der Fig. 2, sondern jeder »Serien-Umsetzer«, soweit er in dieser Beschreibung erläutert wird, als Komplementbildner für Impulse arbeitet, die im folgenden als »Umkehrimpulse« bezeichnet werden sollen. Unter der Einwirkung eines solchen Umkehrimpulses springt der Magnetisierungszustand des Kernes von + B_r auf — B_r oder, allgemeiner gesagt, aus einer Lage auf der Schleife, die der Zustand des Kernes als Folge eines Arbeitsimpulses erreicht hat, in die genau entgegengesetzte. Der gewünschte' Ausgangsimpuls erscheint nicht, wenn, ein Umkehrimpuls eingegeben wird, da dann der folgende Arbeitsimpuls den Kern im Magnetisierungszustand — Bh vorfindet und ihn über den Bereich der Hysteresisschleife mit zugehöriger hoher Impedanz bringen muß. Das hat zur Folge, daß der Magnetisierungszustand des Kernes bei +B_r bleibt. Der übernächste Arbeitsimpuls magnetisiert den Kern von +B_r über den Teil der Hysteresisschleife mit niedriger Impedanz in Richtung auf +B_s, sofern nicht ein den Vorgang störender Umkehrimpuls auftritt, und als Folge des fehlenden Umkehrimpulses ergibt sich ein Ausgangssignal.It should also be mentioned that not only the arrangement of FIG. 2, but each "serial converter", as far as it is explained in this description, works as a complement generator for pulses which are to be referred to in the following as "reverse pulses". Under the influence of such a reversing pulse, the magnetization state of the core jumps from + B _r to - B _r or, more generally speaking, from a position on the loop that the core's state has reached as a result of a working pulse into exactly the opposite one. The desired output pulse does not appear if a reversing pulse is entered, since the following working pulse then finds the core in the magnetization state - Bh and must bring it over the area of the hysteresis loop with the associated high impedance. This has the consequence that the magnetization state of the core remains at + B _r. The next but one working pulse magnetizes the core of + B _r via the part of the hysteresis loop with low impedance in the direction of + B _s , provided there is no reversing pulse that interferes with the process, and the result of the missing reversing pulse is an output signal.

Wünscht man die Anordnung als Verstärker statt als Komplementbildner zu verwenden, so daß als Folge eines eingegebenen Eingangssignals das gewünschte Ausgangssignal erzeugt wird, so kann man dieses Eingangssignal nicht in Form eines Umkehrimpulses verwenden. Der Umkehrimpuls muß von 4-5 einer Quelle geliefert werden, die nicht die Signalquelle ist, und das Signal selbst muß benutzt werden, um den Durchgang des Umkehrimpulses durch die Signal wicklung zu sperren. Ein Serienumsetzer kann deshalb nur mit Hilfe einer doppelten Negation aus einem Komplementbildner in einen Verstärker verwandelt werden.If one wishes to use the arrangement as an amplifier instead of as a complementer, so that the desired output signal is generated as a result of an input signal input, then this input signal cannot be used in the form of a reverse pulse. The reverse pulse must be supplied by 4-5 sources other than the signal source, and the signal itself must be used to block the passage of the reverse pulse through the signal winding. A serial converter can therefore only be converted into an amplifier with the help of a double negation from a complement generator.

Man beachte j edoch, daß die Bezeichnung »Verstärker«, so wie sie bisher und im folgenden in dieser Beschreibung verwendet wird, nicht auf den Fall wirklicher Verstärkung beschränkt ist, sondern in der Weise ausgedehnt wird, daß sie alle Anordnungen umfaßt, die als Folge eines eingegebenen Eingangssignals das gewünschte Ausgangssignal liefern, ohne Rücksicht darauf, ob das Leistungs-, Strom- oder ⁵» Spannungsverhältnis größer, gleich oder kleiner als Eins ist.It should be noted, however, that the term "amplifier", as it has been used up to now and in the following in this description, is not restricted to the case of actual amplification, but is extended to include all arrangements that result as a result of an input signal supplied, provide the desired output signal, regardless of whether the power, current or ⁵ »voltage ratio is greater than, equal to or less than one.

Die Fig. 3 zeigt einen Signalumsetzer, der die Umwandlung des Komplementbildners der Fig. 2 in einen Verstärker gemäß der obigen Erläuterung veranschaulicht. Die Wicklung 2 der Fig. 3 entspricht völlig der Wicklung 2 der Fig. 2. Die Umwandlung des Komplementbildners in einen Verstärker kommt in den Unterschieden der Wicklungen 1 der beiden Zeichnungen und der an sie angelegten elektrischenFIG. 3 shows a signal converter which illustrates the conversion of the complement generator of FIG. 2 into an amplifier in accordance with the above explanation. The winding 2 of FIG. 3 corresponds completely to the winding 2 of FIG. 2. The conversion of the complementing element into an amplifier comes from the differences between the windings 1 of the two drawings and the electrical ones applied to them

Impulse zum Ausdruck. Die an die Klemme B₁ der Fig. 2 angelegten elektrischen Impulse wirken, wie oben erläutert, als Sperrimpulse. Ihre einzige Aufgabe ist es, zu verhindern, daß während der Arbeitsimpulszeiten ein Strom durch die Signal wicklung fließt. Im Gegensatz dazu wirken die an dieKlemmeS₃ der Fig. 3 gelegten elektrischen Impulse sowohl als Sperr- als auch als Umkehrimpulse. Während der Arbeitsimpulszeiten erfüllen sie die gleiche Au.fga.be wie die an die Klemme B der Fig. 2 angelegten Impulse. Während der Signalzeiten springt der Magnetisierungszustand des Kernes unter ihrer Einwirkung, wie schon gezeigt wurde, auf — B_R zurück. Da diese Impulse in Form von Taktgeberimpulsen, eingegeben werden, erfolgt das Zurückspringen des Kernzustandes auf —B_R dauernd, und daher tritt der gewünschte Ausgangsimpuls nicht auf, solange das Impulsventil G diese Umkehrimpulse durchläßt. Der gewünschte Ausgangsimpuls läßt sich also¹ nur dadurch erzeugen, daß man den Durchtritt der Umkehrimpulse durch das Impulsventil G verhindert, und das geschieht mit Hilfe des Signalimpulses, der als Sperrimpuls zur Sperrung des Impulsventils benutzt wird. Der gewünschte Ausgangsimpuls entsteht also als Folge eines eingegebenen Signalimpulses. Die Arbeitsperiode der Fig. 3 ist in der Fig. 3 a gezeigt.Impulses for expression. The electrical pulses applied to terminal B ₁ of FIG. 2 act, as explained above, as blocking pulses. Their only task is to prevent a current from flowing through the signal winding during the working pulse times. In contrast to the Fig dieKlemmeS ₃ act. 3 Laid electrical impulses both as a barrier as well as the reverse pulses. During the working pulse times they fulfill the same task as the pulses applied to terminal B of FIG. During the signal times, the magnetization state of the core jumps back to - B _{R under their influence, as has already been shown.} Since these pulses are input in the form of clock pulses, the return of the core state to -B _{R occurs} continuously, and therefore the desired output pulse does not occur as long as the pulse valve G allows these reverse pulses to pass. Thus the desired output pulse can be ¹ only in produce that it prevents the passage of the reversing pulses through the pulse valve G, and this is done with the aid of the signal pulse, which is used as a barrier for blocking pulse of the pulse valve. The desired output pulse is created as a result of an input signal pulse. The working period of Fig. 3 is shown in Fig. 3a.

Solange ein Signalimpuls fehlt, wird das Kernmaterial in einem Magnetisierungszustand betrieben, der dem Teil der Hysteresisschleife mit zugehöriger hoher Impedanz entspricht, und das erzeugte Ausgangssignal ist klein. Ein charakteristisches Beispiel für diese Art von Ausgangssignalen zeigt die Kurve X der Fig. 4. Solche Ausgangssignale treten während der Arbeitsimpulszeiten auf und werden als Restimpulse bezeichnet.As long as there is no signal pulse, the core material is operated in a magnetization state which corresponds to the part of the hysteresis loop with the associated high impedance, and the output signal generated is small. A characteristic example of this type of output signal is shown by curve X in FIG. 4. Such output signals occur during the working pulse times and are referred to as residual pulses.

Wird ein Signalimpuls eingegeben, so verhindert das sperrende Impulsventil, daß die an die Klemme B₁ angelegten Umkehrimpulse die Wicklung 1 erreichen. Tritt dieser Fall ein, so bleibt der Magnetisierungszustand des Kernmaterials +B_R, den er am Ende des vorhergehenden Arbeitsimpulses erreicht hatte, erhalten. Der folgende Arbeitsimpuls wird nun das Material von +B_r auf + B_s magnetisieren. Das entspricht dem Teil der Schleife mit zugehöriger geringer Impedanz, die im Kern als niedrige Serienimpedanz in Erscheinung tritt. An R_l erscheint ein Ausgangssignal von der Art des in der Kurve Y der Fig. 4 gezeigten. Am Ende des Arbeitsimpulses kehrt dann das Material in den Zustand +B_r zurück. Danach kann es durch einen weiteren Umkehrimpuls an B₁ auf —-Sfl ummagnetisiert werden, oder der Durchtritt des Umkehrimpulses wird verhindert, und man erhält einen weiteren Ausgangsimpuls.If a signal pulse is input, the blocking pulse valve prevents the reverse pulses applied to terminal B _{1 from} reaching winding 1 . If this occurs, the magnetization state of the core material + B _R , which it had reached at the end of the previous working pulse, is retained. The following work pulse will now magnetize the material from + B _r to + B _s. This corresponds to the part of the loop with the associated low impedance, which appears in the core as a low series impedance. To R _l an output signal of the Figure in the curve Y 4 appears on the type. Shown. At the end of the work pulse, the material then returns to the + B _r state. Then it can be remagnetized to -Sfl by a further reversing pulse at B ₁ , or the passage of the reversing pulse is prevented and another output pulse is obtained.

Die an den Verbraucher abgegebene Leistung kann ein Vielfaches der erforderlichen Leistung des Informationsimpulses betragen. Man kann deshalb mit dem Signalumsetzer eine Leistungsverstärkung erzielen. Auf die Größe der erzielten Leistung haben viele Faktoren Einfluß. Einer der wichtigsten hängt mit dem Ausmaß zusammen, in dem der unerwünschte Restimpuls, den die Kurve X der Fig. 4 zeigt, in der Praxis zugelassen werden kann. Einen weiteren wichtigen Faktor stellt das Verhältnis der Steigung des steilen Teiles der Hysteresisschleife zwischen +B_R und -B_r zu der Steigung des flachen Teiles der Hysteresisschleife zwischen +B_r und +B_s dar. Für den Signal umsetzer ist ein Stoff mit einer rechteckigen Hysteresisschleife erwünscht, doch keineswegs unbedingt nötig.The power delivered to the consumer can be a multiple of the required power of the information pulse. You can therefore achieve a power gain with the signal converter. Many factors have an influence on the level of performance achieved. One of the most important is related to the extent to which the undesired residual pulse shown by curve X of FIG. 4 can be allowed in practice. Another important factor is the ratio of the slope of the steep part of the hysteresis loop between + B _R and -B _r to the slope of the flat part of the hysteresis loop between + B _r and + B _s Hysteresis loop desired, but not absolutely necessary.

In. der Fig. 3 a verlaufen die Kurven der an dieIn. of Fig. 3 a, the curves run to the

Klemmen B und B₁ angelegten Spannungen spiegelbildlich zur Zeitachse. Diese Bedingung braucht jedoch nicht streng erfüllt zu sein. Die Amplituden können je nach Windungsdaten verschieden sein, und die Impulslängen können, sich je nachdem, wie weit man ein Überschneiden und damit die Sperrung für notwendig oder wünschenswert hält, unterscheiden. Während der Arbeitsimpulszeit sollte die an B₁ gelegte Spannung gleich oder größer als die Amplitude des Impulses sein, der in der Signal wicklung infolge des Durchlaufens der Hysteresisschleife während der Arbeitsimpulszeit entsteht, und ferner sollte die an B gelegte Spannung während der Signalzeiten eine genügend große Amplitude haben, um den Stromfluß in der Ausgangswicklung zu sperren.Terminals B and B ₁ applied voltages mirror image to the time axis. However, this condition does not have to be strictly fulfilled. The amplitudes can be different depending on the winding data, and the pulse lengths can differ depending on how far one considers an overlap and thus the blocking to be necessary or desirable. During the working pulse time, the voltage applied to B ₁ should be equal to or greater than the amplitude of the pulse that arises in the signal winding as a result of passing through the hysteresis loop during the working pulse time, and the voltage applied to B should have a sufficiently large amplitude during the signal times have to block the flow of current in the output winding.

t_v i₂, t_s usw. stellen daher die Begrenzungen der zu den Arbeits- und Signalimpulsen gehörigen Zeitabschnitte dar und geben keinesfalls die Länge dieser Impulse an. Der Zeitabschnitt zwischen f₂ und t₃, also eine Signalzeit, kann größer oder kleiner als der Zeitabschnitt zwischen t₁ und i₂, also eine Arbeitsimpulszeit, sein. Die Möglichkeit, die Länge der entsprechenden Impulszeiten zu wählen, erlaubt es, diesen signalgesteuerten Umsetzer als Speicher oder als Verzögerungseinrichtung zu benutzen. t _v i ₂ , t _s etc. therefore represent the limits of the time segments associated with the work and signal pulses and in no way indicate the length of these pulses. The time segment between f ₂ and t ₃ , that is to say a signal time, can be greater or smaller than the time segment between t ₁ and i ₂ , that is to say a working pulse time. The possibility of choosing the length of the corresponding pulse times allows this signal-controlled converter to be used as a memory or as a delay device.

In der bisherigen Beschreibung wurden die verschiedenen Arbeits-, Signal-, Umkehr- und Sperrspannungen mit Rechteckschwingungen dargestellt. Das ist jedoch nicht notwendig. Die verschiedenen Kurvenformen müssen lediglich folgenden Forderungen entsprechen:In the description so far, the various working, signal, reverse and blocking voltages have been mentioned shown with square waves. However, this is not necessary. The different Curve shapes only have to meet the following requirements:

1. Die Sperrspannung muß mindestens so groß sein wie die durch sie zu sperrende Spannung.1. The blocking voltage must be at least as great as the voltage to be blocked by it.

2. Die auf die Wicklungen gegebenen Impulse, die zur Folge haben, daß der Magnetisierungszustand des Kernes Teile der Hysteresisschleife durchläuft, müssen so beschaffen sein, daß das Zeitintegral ihrer Spannung gegenüber der Größe des gewünschten Ausgangssignals klein oder groß gewählt wird.2. The pulses given to the windings which result in the state of magnetization of the core passes through parts of the hysteresis loop must be such that the time integral of their voltage versus the size of the desired output signal is selected small or large.

Berücksichtigt man, daß der ArbeitsimpuIs einer Quelle entnommen wird, die genau festgelegte Kurvenformen liefern kann, so zeigt sich, daß die Ausgangsimpulse dieses Verstärkers ebenfalls einheitliche, durch die Arbeitsimpulsquelle festgelegte Kurvenformen aufweisen. Der Verstärker dient deshalb auch als Impulsformer.If one takes into account that the work impulse is taken from a source that has precisely defined curve shapes can deliver, it turns out that the output pulses of this amplifier are also uniform, have curve shapes defined by the work pulse source. The amplifier therefore serves also as a pulse shaper.

Die Fig. 5 gibt einige charakteristische, zur Verwendung geeignete Formen von Arbeitsimpulsen wieder. Fig. 5 a zeigt eine Sinushalbwelle, Fig. 5 b eine Dreieckskurve, Fig. 5 c einen Impuls mit einer Amplitudenspitze am Anfang, einem stark abfallenden und einem nahezu konstanten Teil, dessen Verwendung sich besonders empfiehlt, und Fig. 5 d zeigt einen trapezförmigen Impuls mit verschieden steilen Flanken.FIG. 5 shows some characteristic forms of working pulses suitable for use. FIG. 5 a shows a sine half-wave, FIG. 5 b a triangular curve, FIG. 5 c a pulse with an amplitude peak at the beginning, a steeply sloping and an almost constant part, its use is particularly recommended, and FIG. 5d shows a trapezoidal pulse with different steepnesses Flanks.

Die Beschreibung ging bisher dahin, daß das Kernmaterial von +B_r auf — B_r ummagnetisiert werden muß. Die Aussteuerung über den ganzen Bereich B_r ist aber in Wirklichkeit nicht nötig. Das Material kann z. B. von +B_r auf +¹Z₃B_r herunter ausgesteuert werden. Diese Aussteuerung über Teile der Hysteresisschleife hat eine Leistungsverminderung zur Folge, ohne daß deshalb das beteiligte Kernmaterialvolumen verringert werden kann,The description so far has been that the core material has to be remagnetized from + B _r to - B _r. In reality, however, it is not necessary to control the entire range B _r. The material can e.g. B. from + B _r to + ¹ Z ₃ B _r down. This modulation via parts of the hysteresis loop results in a reduction in performance without the core material volume involved being able to be reduced,

Ferner ist es möglich, das Kernmaterial über einen größeren Bereich als von — B_r bis +B_r auszusteuern.It is also possible to control the core material over a larger range than from −B _r to + B _r .

In diesem Fall muß das Zeitintegral der Arbeitsimpulsspannung größer sein als der Wert, der nötig ist, um den Kern von —B_R auf +B_r umzumagneti-In this case the time integral of the working pulse voltage must be greater than the value that is necessary to re-magnetize the nucleus from —B _R to + B _r.

sieren. Der Magnetisierungszustand wird sich dann über +B_r hinaus in Richtung auf B_s zu bewegen. Im andern Falle würden für diesen Vorgang zwei Arbeitsimpulszeiten gebraucht, eine, in der der Kern von — B_r auf +B_r ausgesteuert wird, und eine, um seinen Magnetisierungszustand von +B_r auf +B_s zu bringen. Im betrachteten Fall erscheint immer ein Ausgangsimpuls. Seine Dauer hängt davon ab, ob sich der Kernzustand bei — B_r oder bei +B_r befand.sate. The magnetization state will then move beyond + B _r towards B _s . Otherwise two working pulse times would be needed for this process, one in which the nucleus is driven from - B _r to + B _r , and one in order to bring its magnetization state from + B _r to + B _s . In the case under consideration, an output pulse always appears. Its duration depends on whether the core state was at - B _r or at + B _r .

Im folgenden werden einige Eingangsschaltungen zum Betrieb dieses Verstärkers sowohl mit Quellen konstanten Stromes als auch konstanter Spannung erläutert. Eine Quelle konstanten Stromes hat theoretisch den Innenwiderstand Unendlich, eine Quelle konstanter Spannung dagegen theoretisch den Innenwiderstand Null. Diese Definitionen entstammen Idealisierungen und werden lediglich zur Vereinfachung der Theorie der Schaltungen benutzt. Für die Praxis ist die Quelle konstanten Stromes eine Quelle, deren Impedanz im Vergleich zur Belastung verhältnismäßig hoch ist, und eine Quelle konstanter Spannung hat eine im Vergleich zur Belastung verhältnismäßig geringe Impedanz.The following are some input circuits for operating this amplifier with both sources constant current as well as constant voltage explained. A source of constant current has theoretically the internal resistance is infinite, whereas a source of constant voltage theoretically has the internal resistance Zero. These definitions come from idealizations and are only used for simplification the theory of circuits. In practice the source of constant current is a source whose impedance is relatively high compared to the load, and a source of constant voltage has a relatively low impedance compared to the load.

Die Fig. 6 zeigt ein Verfahren zur Verwendung einer Spannungsquelle niedriger Impedanz für die Impulse der Eingangswicklung. Eine Spannung, wie sie das Liniendiagramm der Fig. 6 a zeigt, wird einer Spannungsquelle geringer Impedanz entnommen und an die Klemme B₁ gelegt. Die Signalzeit ist in diesem Fall t₁ bis i₂. Wünscht man ein Ausgangssignal, so- wird der Klemme A in der dargestellten Weise ein Signalimpuls zugeführt. Er verhindert, daß die Quelle!^ den Kern von +B_r auf — B_r ummagnetisiert. Das unterste Liniendiagramm der Fig. 6 a zeigt einen Arbeitsimpuls. Der Zeitabschnitt i₂ bis t₃ ist die Arbeitsimpulszeit. Es ist ohne weiteres klar, daß die Dioden, der Wickelsinn der Wicklung der Spule 1 und die Polarität der zugeführten Spannung in ähnlicher Weise umgekehrt werden können, wie das weiter unten in Verbindung mit den Fig. 7, 7 a, 8 und 8 a erläutert wird.Figure 6 shows a method of using a low impedance voltage source for the input winding pulses. A voltage such as that shown in the line diagram in FIG. 6 a is taken from a voltage source of low impedance and applied to the terminal B ₁ . The signal time in this case is t ₁ to i ₂ . If an output signal is desired, a signal pulse is fed to terminal A in the manner shown. It prevents the source! ^ From magnetizing the nucleus from + B _r to - B _r . The bottom line diagram in FIG. 6 a shows a working pulse. The time segment i ₂ to t ₃ is the working pulse time. It is readily clear that the diodes, the winding direction of the winding of the coil 1 and the polarity of the voltage supplied can be reversed in a similar manner, as explained below in connection with FIGS. 7, 7a, 8 and 8a will.

Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei Eingangsschaltungen, die für die Eingangsgrößen eine Spannungsquelle hoher Impedanz verwenden. Die Spulen 1 und 2 eines Verstärkers sitzen auf einem Kern C aus ferromagnetischem Material. Die der Klemme B zugeführte Spannung hat die bekannte und schon beschriebene Kurvenform der wechselnden Arbeits- und Sperrimpulse. Im Beispiel der Fig. 7 und 7 a erhält die Klemme B₁ im Stromkreis der Signal wicklung während des Zeitabschnittes t₁ bis t₂ einen negativen Sperrimpuls. Während des Zeitabschnittes i₂ bis t₃ wird die Klemme B₁ positiv. Der Widerstand R_s ist genügend hochohmig, um die OuelleS₁, vom Verstärker aus gesehen, als Quelle konstanten Stromes erscheinen zu lassen. Die Signaleingangsquelle wird auf positivem Potential gehalten. Wünscht man ein Signal, so wird ein negativer Impuls an die Klemme A gelegt, um ihr Potential auf Null zu verringern. Dadurch wird die Stromzuführung der Spule 1 von der Quelle S₁ in festgelegter Reihenfolge unterbrochen. In der folgenden Arbeitsimpulszeit entsteht dann ein großer Ausgangsimpuls. Diese spezielle Wahl der Polungen sichert, daß der Verstärker einen positiven Ausgangsimpuls liefert, wenn er im Eingang einen negativen Impuls erhält. Die Polarität des Eingangssignals läßt sich durch Umpolen der Dioden H₁ und H₂, Änderung des Wickelsinnes der Spulenwicklung, Vertauschung der Polarität der der Klemme B₁ zugeführten Impulse und Verschieben des Signalspan-FIGS. 7 and 8 show two input circuits which use a high-impedance voltage source for the input variables. The coils 1 and 2 of an amplifier sit on a core C made of ferromagnetic material. The voltage supplied to terminal B has the well-known and already described curve shape of the alternating work and blocking pulses. In the example of FIGS. 7 and 7 a, the terminal B ₁ receives a negative blocking pulse in the circuit of the signal winding during the period t ₁ to t _2. During the time period i ₂ to t ₃ , terminal B ₁ becomes positive. The resistance R _s is high enough to make the source S ₁ appear as a source of constant current as seen from the amplifier. The signal input source is held at positive potential. If a signal is desired, a negative pulse is applied to terminal A in order to reduce its potential to zero. As a result, the power supply to the coil 1 from the source S _{1 is} interrupted in a defined sequence. A large output pulse then arises in the following work pulse time. This special choice of polarity ensures that the amplifier delivers a positive output pulse if it receives a negative pulse in the input. The polarity of the input signal can be changed by reversing the polarity of the diodes H ₁ and H ₂ , changing the winding direction of the coil winding, reversing the polarity of the pulses supplied to terminal B ₁ and shifting the signal span.

nungsniveaus umkehren oder die des Ausgangssignals durch Umpolen der Diode D und Vertauschen der Polaritäten der auf B gegebenen Impulse. Die Anordnung zur Umkehrung der Polung des Eingangssignals wird in der Fig. 8 im Zusammenhang mit der Fig. 8 a dargestellt. Diese Anordnung liefert ein positives Ausgangs signal, wenn dem Eingang ein positiver Impuls zugeführt wird. Die Arbeitsimpulszeit ist J₁ bis i₂, und i₂ bis i₃ stellt wie in der Fig. 7 a die Signalzeit dar. Der Wickelsinn der Spule 1 der Fig. 8 ist jedoch gegenüber dem der Spule 1 der Fig. 7 umgekehrt und die Polarität der an die Klemmen B₁ und A gelegten Spannungen vertauscht. Wird ein Ausgangssignal gewünscht, so muß der Klemme A ein positiver Impuls zugeführt werden, um das Potential der Klemme A im Zeitabschnitt t₂ bis t₃ auf Null zu bringen, wie das die Fig. 8 a zeigt. Der Verstärker hat dann sowohl positive Eingangs- als auch Ausgangssignale. Reverse voltage levels or that of the output signal by reversing the polarity of diode D and swapping the polarities of the pulses given to B. The arrangement for reversing the polarity of the input signal is shown in FIG. 8 in connection with FIG. 8a. This arrangement provides a positive output signal when a positive pulse is applied to the input. The working pulse time is J ₁ to i ₂ , and i ₂ to i ₃ represents the signal time as in FIG. 7 a Polarity of the voltages applied to terminals B ₁ and A reversed. A terminal 8, an output signal is desired, a positive pulse must be supplied to the potential of the terminal A in the time interval t ₂ to t ₃ to zero to bring how the FIGS. Showing a. The amplifier then has both positive input and output signals.

Die bereits im einzelnen dargestellte Gleichheit verschiedener Spannungen gilt nur für den Fall, daß das Windungsverhältnis von Arbeits- zu Eingangswicklung Eins ist. Sind die Windungszahlen verschieden, was vorkommen kann, so gilt die Gleichheit nur, wenn eine Spannung mit dem Windungsverhältnis multipliziert wird. Ferner liegt der Beschreibung dieses Verstärkers eine bestimmte Festsetzung der Impulspolungen zugrunde. Durch Ändern des Wickelsinnes können entweder die Signalpolung oder die Polung des Arbeitsimpulses oder beide umgekehrt werden.The equality of different voltages already shown in detail only applies in the event that the Turn ratio of working to input winding is one. If the number of turns is different, what can happen, the equality only applies if a voltage with the turns ratio is multiplied. Furthermore, the description of this amplifier is a certain determination of the Pulse polarity. By changing the winding direction, either the signal polarity or the Polarity of the work pulse or both can be reversed.

In Verbindung mit dem oben beschriebenen Verstärker ist die Beseitigung der Restausgangssignale oder Restimpulse von Interesse. Die Fig. 9 zeigt eine Schaltung zu ihrer Unterdrückung. Die Wicklung 2 stellt die Ausgangsspule eines magnetischen Verstärkers dar. An die Klemme B wird ein positiver Arbeitsimpuls gelegt, und gleichzeitig wird der KlemmeL ein negativer Impuls zugeführt, wie dies Fig. 9 a zeigt. Der negative Impuls ist so groß, daß der Punkt E auf Nullpotential liegt, wenn vom Verstärker kein Impuls zu erwarten ist. Die Spannung des Punktes L wird mit anderen Worten gleich dem Spannungsabfall des Reststromes über dem Widerstand R gemacht. Bei einem erwünschten Ausgangssignal nimmt der Punkt E ein positives Potential von der Kurvenform der an die Klemme B angelegten Spannung an. Eine weitere Möglichkeit zur Unterdrückung eines Restimpulses besteht darin, eine positive Gleichspannungsquelle mit dem Punkt T der Verbraucherimpedanz zu verbinden, anstatt der Klemme L einen negativen Impuls zuzuführen. In der Fig. 9 ist dieser Fall durch punktierte Linien dargestellt.In connection with the amplifier described above, the elimination of the residual output signals or residual pulses is of interest. Fig. 9 shows a circuit for suppressing them. The winding 2 represents the output coil of a magnetic amplifier. A positive working pulse is applied to the terminal B , and at the same time a negative pulse is applied to the terminal L, as shown in FIG. 9a. The negative pulse is so great that point E is at zero potential if no pulse is expected from the amplifier. In other words, the voltage at point L is made equal to the voltage drop of the residual current across resistor R. When the output signal is desired, the point E assumes a positive potential from the waveform of the voltage applied to the terminal B. Another possibility for suppressing a residual pulse is to connect a positive DC voltage source to point T of the load impedance, instead of supplying a negative pulse to terminal L. This case is shown in FIG. 9 by dotted lines.

Die Fig. 10 zeigt ein Verfahren mit einem nichtlinearen Siliziumkarbidwiderstand, bei dem an Stelle der in der Fig. 9 dargestellten Diode ein Siliziumkarbidwiderstand verwendet wird. Das durchkreuzte Widerstandssymbol bezeichnet einen Siliziumkarbidwiderstand. SeinWiderstand ist für die niedrige Spannung des Restimpulses sehr hoch, wogegen er für Spannungen von der Größenordnung des Ausgangsimpulses einen sehr kleinen Widerstand bildet. FIG. 10 shows a method with a silicon carbide nonlinear resistor in which instead of a silicon carbide resistor is used for the diode shown in FIG. That thwarted Resistance symbol denotes a silicon carbide resistor. Its resistance is for the low voltage of the residual pulse is very high, whereas it forms a very small resistance for voltages of the order of magnitude of the output pulse.

Die Fig. II und IIa veranschaulichen eine weitere Form einer Schaltung zur Unterdrückung von Restimpulsen. Die Spule 2 ist die Ausgangsspule eines magnetischen Verstärkers. Der Klemme B werden, wie die Figur zeigt, Arbeits- und Sperrspannungen zugeführt. Der Strom durch den Widerstand R ist gleich dem Restimpulsstrom, der von Erde über, die Diode M und den Widerstand R zur Quelle — E fließt. BestehtFIGS. II and IIa illustrate another form of circuit for suppressing residual pulses. The coil 2 is the output coil of a magnetic amplifier. As the figure shows, operating and blocking voltages are fed to terminal B. The current through resistor R is equal to the residual pulse current flowing from earth via diode M and resistor R to source - E. Consists

der Ausgangsimpuls des Verstärkers nur aus dem Restimpuls, so fließt der Restimpulsstrom über die Serienschaltung der Diode D mit dem Widerstand R, und die Ausgangsspannung bleibt annähernd Null. Tritt jedoch der gewünschte Ausgangsimpuls auf, so unterbricht die DiodeiW den Stromkreis, und die Ausgangsspannung springt auf den Wert des Arbeitsimpulses. Der Arbeitsimpuls führt der Schaltung zur Unterdrückung des Restimpulses, d. h. der Verbindung von R mit — E in diesem Fall eine Leistung zu, die gleich dem Produkt aus Ausgangsspannung und Restimpulsstrom ist. Da das annähernd gleich der zur Magnetisierung des Kernes erforderlichen Leistung ist, entzieht die Schaltung zur Unterdrückung des Restimpulses der Ausgangsleistung einen Anteil von der Größe der Eingangsleistung. Ferner sei bemerkt, daß der Widerstand R bei der Verwendung des Verstärkers zur Speisung von Impulsventilschaltungen alle Ströme übernehmen kann, die der Verstärker zu liefern hat.If the output pulse of the amplifier consists only of the residual pulse, the residual pulse current flows through the series connection of the diode D with the resistor R, and the output voltage remains approximately zero. However, if the desired output pulse occurs, the diode interrupts the circuit and the output voltage jumps to the value of the working pulse. The working pulse supplies the circuit for suppressing the residual pulse, ie the connection of R with - E in this case with a power which is equal to the product of the output voltage and the residual pulse current. Since this is approximately equal to the power required to magnetize the core, the circuit for suppressing the residual pulse removes a proportion of the size of the input power from the output power. It should also be noted that when the amplifier is used to feed pulse valve circuits, the resistor R can take over all currents that the amplifier has to deliver.

Ein Verstärker kann auch unter Verwendung· nur einer Spule und eines damit verbundenen Kernes aus ferromagnetischem Material gebaut werden. Der Vorteil dieser Art von Verstärkern liegt in der einfacheren Herstellung gegenüber einem Verstärker mit zwei Spulen. Seine Begrenzung findet er darin, daß der Verstärkertyp zwar Strom-, aber keine Spannungsverstärkung zeigt. In dieser Beziehung ähnelt er dem Kathodenverstärker der Röhrentechnik und kann deshalb als magnetischer Kathodenverstärker bezeichnet werden.An amplifier can also be made up of only one coil and one core connected to it ferromagnetic material. The advantage of this type of amplifier is that it is simpler Compared to an amplifier with two coils. He finds his limitation in the fact that the Amplifier type shows current but no voltage gain. In this respect it is similar to that Cathode amplifier of tube technology and can therefore be referred to as a magnetic cathode amplifier will.

Die Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines magnetischen Verstärkers nur einer Spule. Eine einzige Spule sitzt auf einem Kern C aus ferromagnetischem Material. Der Klemme B wird eine Spannung mit der im Liniendiagramm der Fig. 12 a dargestellten Kurvenform zugeführt, während die Klemme B₁ auf Nullpotential gehalten wird. Im Zeitabschnitt t_t bis t₂ ist die Klemme B positiv, und es fließt ein Strom von der KlemmeS über die Verstärkerwicklung, die Diode D₁ und den Widerstand R_l nach Erde. In bezug auf die Hysteresisschleife der Fig. 1 bedeutet dies eine Ummagnetisierung des Kernes von -S^ auf +B_R. Im Zeitabschnitt^ bis t_a ist die KlemmeS negativ gegen Erde, und der Strom fließt von der Klemme B₁ über den Widerstand R_s, die Diode D₂ und die Verstärkerwicklung zur Klemme B. Man beachte, daß sich R_s und R_l im allgemeinen unterscheiden, und zwar wird R_s meistens größer sein. Die der Klemme B zugeführten positiven und negativen Spannungshalbwellen brauchen deshalb nicht unbedingt die gleiche Größe zu haben.Fig. 12 shows a schematic representation of a magnetic amplifier with only one coil. A single coil sits on a core C made of ferromagnetic material. The terminal B is supplied with a voltage with the waveform shown in the line diagram of FIG. 12 a, while the terminal B _{1 is held} at zero potential. In the time interval t _t to t ₂ , the terminal B is positive, and a current flows from the terminal S via the amplifier winding, the diode D ₁ and the resistor R _l to earth. With regard to the hysteresis loop of FIG. 1, this means a reversal of magnetization of the core from -S ^ to + B _R. In the time interval ^ to t _a , the terminal S is negative to earth, and the current flows from the terminal B ₁ via the resistor R _s , the diode D ₂ and the amplifier winding to the terminal B. Note that R _s and R _l im generally differ, namely R _{s will} mostly be larger. The positive and negative voltage half-waves supplied to terminal B therefore do not necessarily have to be of the same size.

Betreibt man den Verstärker unter diesen Bedingungen, so erhält man keine Ausgangssignale. Um die in bestimmter Reihenfolge gewünschten Ausgangssignale zu erzeugen, gibt man eine Spannung mit der in der Fig. 12 a dargestellten Kurvenform auf die Klemmet. Diese Spannung ist negativ und gleich oder größer als die während des Zeitabschnittes t₂ bis i₃ an die Klemme B gelegte negative Spannung. Sie sperrt die Diode D₂ und verhindert die Ummagnetisierung des Kernes von +B_r auf — B_R. Der folgende an der Klemme B erscheinende positive Impuls findet dann das Kernmaterial im Zustand geringer Impedanz vor, und es entsteht ein großer Ausgangsimpuls. Da R_s im allgemeinen größer als R_l gewählt wird, zeigt der Verstärker eine Stromverstärkung. Die wichtigste Eigenschaft des aus D₂, R_s und der Klemme A bestehenden Teiles der Schaltung ergibt sich daraus, daß der Zweig als Mittel zurIf the amplifier is operated under these conditions, no output signals are obtained. In order to generate the output signals desired in a certain order, a voltage with the curve shape shown in FIG. 12 a is applied to the terminal. This voltage is negative and is equal to or greater than the negative voltage applied to terminal B during the time segment t ₂ to i _3. It blocks the diode D ₂ and prevents the core from being magnetized from + B _r to - B _R. The following positive pulse appearing at terminal B then finds the core material in the low impedance state, and a large output pulse is produced. Since R _s is generally chosen to be greater than R _l , the amplifier shows a current gain. The most important property of the part of the circuit consisting of D ₂ , R _s and the terminal A results from the fact that the branch is used as a means for

909 627/267909 627/267

Claims

Blocking of the negative reverse magnetization pulse supplied to the coil is used. Other methods of performing this task are described below. FIG. 13 shows a modified embodiment of the magnetic amplifier with only one coil from FIG. 12. The mode of operation of the core is the same as that described for FIG. If one does not want an output pulse, the core material is operated between the states - BR and + Br. If an output pulse should appear, operation takes place between + Br and + Bs. Rs has a high impedance compared to Rl, and the terminals B and B1 are supplied with voltages of the waveforms shown in FIG. 13a. The voltage applied to terminal B1 is sufficient to generate a. To drive current equal to the magnetizing current required for core C in the coil. Terminal B becomes negative from t.2 to i3. It assumes a value that is equal to the voltage generated in the coil when the core is reversed. The point E then lies at zero potential during the period in which the nuclear state jumps from + Br to - Br. Therefore, an input voltage is only required at the terminal that is equal to or greater than the negative voltage applied to terminal B in order to prevent this reversal of magnetization. The voltage blocks the diode D2. The current flowing to the signal source via the diode Dz and the terminal A is equal to the current in the resistor Rs, which in turn is equal to the magnetizing current. It can thus be seen that in input circuits of this type the magnitude of the control power is equal to the power required to reverse the magnetization of the core from + Br to - BR, and it represents the minimum that can occur. Of course, terminal A only receives a signal if an output signal is required. It should be noted that the reason for applying a negative voltage to terminal B during the period f2 to i3 results from the requirement to prevent the potential of point E from rising above ground potential during this period. The voltage blocks the diode D1 and prevents the output circuit from affecting the input circuit. In the magnetic amplifiers described so far, a continuous output signal is sometimes desired when pulses are applied to the input. This can be achieved by using a rectifier, suitable filter or integrating circuits in the output. The converter of FIG. 14 is not a complementer but an amplifier. 14 a shows the operating period of this device. If no signal arrives at the input of this amplifier, the core is remagnetized from - Br to + Br during the positive half of the working pulse. During the negative half of the working pulse, the diode D2 does not conduct, and a current flows from ground via Rl, the amplifier coil 2 (the output winding) and the resistor R to the negative potential. As a result of this reverse current through the output winding, the magnetization state of the core runs through the hysteresis loop in the counter-clockwise direction from + Br to ~ BR. Since the core remains in the high impedance state, there is no output signal. In order to protect the input circuit from being influenced by the currents flowing in the output winding, the signal winding is fed back to a positive voltage which has the same magnitude and opposite sign as the voltage induced in it by the current of the working winding 2 when the reverse pulse is applied. As a result, the diode D1 becomes non-conductive. If the input winding is to receive a signal, it is input, as shown in FIG. 14a, during the negative half of the working pulse. The resulting flux in the signal winding eliminates the effect of the current flowing in the opposite direction in the output winding, which would otherwise remagnetize the core in the manner described above from + Br to -Br. Therefore the operating point remains at + BR. The next positive working pulse then magnetizes the core to + Bs and thus generates the desired output signal at RL. The magnitude of the current that is required in the signal winding to eliminate the effect of the current flowing in the opposite direction in the output winding is determined by the. Influence of the resistor R is determined, which can be selected so that it limits the current flowing in the opposite direction through the output winding to the value that is just necessary to remagnetize the core to -Br. Under these circumstances the signal source need only supply a current of this magnitude to keep the core in the + Br state, provided that the turns ratio of the two windings is one. 15 shows an embodiment of this amplifier with only one winding. Except for the fact that here the input signal merely prevents the potential of point X from falling below ground potential, the mode of operation of this amplifier is identical to that of FIG. 14, which has two windings. The core therefore remains in the + BR state and the next working pulse provides an output signal. Fig. 15a shows the waveforms of the voltages of this amplifier. Patent claims:

1. Converter which contains a core made of ferromagnetic material with two stable states of magnetic remanence and which is connected to a working pulse source which brings the core into one of these states in a time interval, while a signal pulse source selectively supplies signal pulses to one winding of the core, which bring the core into the other state during a different time interval, and with a consumer which lies between a winding of the core and the working pulse source, characterized in that a current source {B _v R _s in FIGS. 7, 8, 12 and 13 ) is connected to the same winding as the signal pulse source {A in Fig. 7, 8, 12 and 13), so that a current flows between the current source and this winding or between the current source and the signal pulse source, depending on whether a signal from is supplied to the signal pulse source or not.

2. Converter according to claim 1, characterized in that in the absence of signal pulses the signal pulse source the current flows between the current source and the winding while when pulses occur at the signal pulse source, the current between the current source and the signal pulse source flows (Figs. 7 and 12).

3. Converter according to claims 1 and 2, characterized in that the working pulse source and