DE1021894B

DE1021894B - Magnetic amplifier

Info

Publication number: DE1021894B
Application number: DEG16411A
Authority: DE
Inventors: Raymond Evan Morgan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1954-02-05
Filing date: 1955-02-05
Publication date: 1958-01-02
Also published as: NL194588A; BE535433A; GB798416A; NL108520C; FR1122056A; CH337572A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetische Verstärker und insbesondere solche von hoher Stabilität, Verstärkung und Ansprechgeschwindigkeit bzw. geringer Trägheit.The present invention relates to magnetic amplifiers, and more particularly to those of high stability, Gain and response speed or low inertia.

In zahlreichen Forschungsgebieten, wo sehr präzise Messungen und Steuerungen erforderlich sind, wie z. B. in der Präzisionskalorometrie, Temperaturmessung, optischen Pyknometrie, Spektroskopie, Physiologie, Geophysik, Meteorologie, Ozeanographie USAV., besteht ein Bedarf an hochstabilen magnetischen Verstärkern, die sich zur Verstärkung extrem schwacher Signale eignen und dabei einen annehmbaren Verstärkungsgrad und eine möglichst geringe Trägheit aufweisen. Die bisher üblichen nicht selbstsättigenden magnetischen Verstärker besitzen eine zu geringe Verstärkung oder eine zu große Trägheit, um den obengenannten Präzisionsanforderungen gerecht zu werden. Demgegenüber besitzen selbstsättigende magnetische Verstärker zwar eine brauchbare Verstärkung und eine ausreichende Ansprechgeschwindigkeit, jedoch sind diese Verstärker nicht stabil genug, um bei sehr schwachen Signalen Verwendung finden zu können. Die normale Nullpunktabdrift derartiger selbstsättigender magnetischer Verstärker infolge von Änderungen der äußeren Einflüsse, wie z. B. Temperatür, liegt in der Größenordnung von 10~⁸ oder 10—⁹ Watt. Die Nullpunktabdrift in selbstsättigenden magnetischen Verstärkern ergibt sich zum großen Teil aus der Benutzung von Gleichrichtern in der Verstärkerstufe sowie aus den jeweiligen Kerncharakteristiken. In many research areas where very precise measurements and controls are required, such as B. in precision calorometry, temperature measurement, optical pycnometry, spectroscopy, physiology, geophysics, meteorology, oceanography USAV., There is a need for highly stable magnetic amplifiers that are suitable for amplifying extremely weak signals and have an acceptable gain and the lowest possible inertia . The previously common non-self-saturating magnetic amplifiers have too little gain or too great an inertia to meet the above-mentioned precision requirements. In contrast, self-saturating magnetic amplifiers have a useful gain and sufficient response speed, but these amplifiers are not stable enough to be used with very weak signals. The normal zero point drift of such self-saturating magnetic amplifiers as a result of changes in external influences, such as. B. Tempera door, is on the order of 10 ~ ⁸ or 10 ⁹ watts. The zero point drift in self-saturating magnetic amplifiers results to a large extent from the use of rectifiers in the amplifier stage and from the respective core characteristics.

Zweck der Erfindung ist es, magnetische Verstärker zu schäften, die sich zur exakten Wahrnehmung sehr schwacher Signale eignen.The purpose of the invention is to create magnetic amplifiers that can be used for precise perception very weak signals.

Erfindungsgemäß ist ein magnetischer Verstärker unter Verwendung eines Magnetkerns, der eine Arbeitswicklung trägt, sowie einer mit dieser Wicklung verbundenen Impulsquelle, welche Impulse liefert, die den Kern in die Sättigung treiben und zwischen denen eine Relaxationszeit liegt, gekennzeichnet durch eine Steuer- und gegebenenfalls eine Vormagnetisierungswicklung auf dem Kern sowie eine mit der Steuerwicklung verbundene, ein Steuersignal liefernde Gleichstromquelle, die bewirkt, daß sich die magnetische Induktion im Kern nach Beendigung des Impulses auf einen Wert einstellt, der durch das Steuersignal und/oder die Vormagnetisierung gegeben ist.According to the invention is a magnetic amplifier using a magnetic core, which is a Carries working winding, as well as a pulse source connected to this winding, which supplies pulses, which drive the core into saturation and between which there is a relaxation time by a control and possibly a bias winding on the core as well a direct current source connected to the control winding and providing a control signal which causes the magnetic induction in the core adjusts itself to a value after the end of the impulse, which is given by the control signal and / or the premagnetization.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werdein. Es stellt darThe invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 einen magnetischen Verstärker gemäß der Erfindung für Gleichstromsignale in vereinfachter Form,1 shows a magnetic amplifier according to the invention for direct current signals in simplified form,

Fig. 2 die Hysteresisschleife für den Verstärker nach Fig. 1,FIG. 2 shows the hysteresis loop for the amplifier according to FIG. 1,

Magnetischer VerstärkerMagnetic amplifier

Anmelder:Applicant:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)General Electric Company,
Schenectady, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,
Munich 23, Dunantstr. 6th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Februar 1954Claimed priority:
V. St. v. America 5 February 1954

Raymond Evan Morgan, Schenectady, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenRaymond Evan Morgan, Schenectady, N.Y. (V. St. A.), has been named as the inventor

Fig. 3 a und 3 b den Last- oder Arbeitsimpuls für den Verstärker nach. Fig. 1 in Verbindung mit der erregenden Sinusschwingung,Fig. 3 a and 3 b after the load or work pulse for the amplifier. Fig. 1 in conjunction with the exciting sinusoidal oscillation,

Fig. 4 die Charakteristik eines erfindungsgemäßen einstufigen magnetischen GleichstrotnsignalVerstärkers ohne Vormagnetisierung nach Art der in Fig. 1 gezeigten. Anordnung,Fig. 4 shows the characteristics of a single stage magnetic direct current signal amplifier according to the invention without bias of the type shown in FIG. Arrangement,

Fig. 5 die Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßein magnetischen. Verstärkers mit Gleichstromsignal und Wechselstromvormagnetisierung,Fig. 5 shows the circuit arrangement of a device according to the invention magnetic. Amplifier with direct current signal and alternating current bias,

Fig. 6 a, 6 b und 6 c den Fluß- oder Induktionsverlauf im Hauptkern des Verstärkers nach Fig. 5 zu verschiedenen Zeiten des Lastzyklus,Fig. 6 a, 6 b and 6 c the flow or induction course in the main core of the amplifier according to FIG. 5 at different times of the load cycle,

Fig. 7 die Charakteristik eines erfindungsgemäßen einstufigen magnetischen Gleichstromsignalverstärkers mit Wechselstrommagnetisierung,Fig. 7 shows the characteristics of a single-stage DC magnetic signal amplifier according to the present invention with alternating current magnetization,

Fig. 8 einen verbesserten magnetischen Verstärker für Impulssignale,8 shows an improved magnetic amplifier for pulse signals,

Fig. 9 die Hysteresisschleife für den Verstärker nach Fig. 8,FIG. 9 shows the hysteresis loop for the amplifier according to FIG. 8,

Fig. 10 a, 10 b und 10 c die in dem Verstärker nach Fig. 8 bestehenden zeitlichen Beziehungen zwischen der Vormagnetisierungs- und Arbeitsimpulsspannung,10 a, 10 b and 10 c show the time relationships between the amplifier according to FIG the bias and working pulse voltage,

Fig. 11 eine andere Ausführungsform der Erfindung, 11 shows another embodiment of the invention,

Fig. 12 den zeitlichen Induktionsverlauf in einem magnetischen Impulsrelaxationsverstärker für Impulssignale, 12 shows the induction curve over time in a magnetic pulse relaxation amplifier for pulse signals,

Fig. 13 einen vierstufigen magnetischen Verstärker und13 shows a four-stage magnetic amplifier and

Fig. 14 die Gesamtverstärkungscharakteristik eines erfindungsgemäßen vierstufigen magnetischen Verstärkers. Fig. 14 shows the overall gain characteristics of a four-stage magnetic amplifier according to the invention.

709 847/231709 847/231

Allgemein sind die erfindungsgemäßen magnetischen Verstärker so beschaffen, daß ein Arbeitsoder Lastimpuls den Kern in den Sättigungszustand treibt. Daran schließt sich eine Relaxationsperiode an, während welcher der Magnetisierungszustand des Kernes auf ein durch das Steuersignal und/oder die Vormagnetisierung festgelegtes Niveau zurückfällt. Die Ausgangsenergie ist durch den nach der Sättigung übrigbleibenden Teil des Lastimpulses gegeben. Dadurch, daß man, indem man sich eines einfachen magnetischen Kernes bedient, die abwechselnden negativen und positiven Impulse vergleicht, erreicht man eine dem Gegentaktprinzip üblicher selbstsättigender magnetischer Verstärker äquivalente Wirkungsweise. Die Steuerung wird so durchgeführt, daß man den Arbeitspunkt an diejenige Stelle des ansteigenden Astes der Hysteresisschleife legt, von der aus der Magnetisierungszyklus beginnt. Derartige Verstärker werden zweckmäßiger weise als »magnetische Impulsrelaxationsverstärker« bezeichnet.In general, the magnetic amplifiers according to the invention are such that a work or load pulse saturates the core drives. This is followed by a relaxation period during which the magnetization state of the Core falls back to a level determined by the control signal and / or the bias. The output energy is given by the part of the load pulse that remains after saturation. By making use of a simple magnetic core, the alternating ones Comparing negative and positive impulses, one achieves a self-saturating one, which is usual for the push-pull principle magnetic amplifier equivalent mode of operation. The control is carried out in such a way that that the working point is placed at the point of the rising branch of the hysteresis loop, from which starts from the magnetization cycle. Such amplifiers are expediently called "magnetic Pulse Relaxation Amplifier «.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt, bei der der magnetische Verstärker mittels eines Gleichstromsignals von einer in der Figur nicht gezeigten üblichen Spannungsquelle Q aus gesteuert wird. Einer der Vorteile dieser Ausfuhrungsform ist dadurch gegeben, daß der Kern einen wesentlich geringeren Querschnitt aufweist als der eines gewöhnlichen selbstsättigenden magnetischen Verstärkers. Das ist besonders vorteilhaft bei solchen Anordnungen, die durch hochimpedante Signalquellen gesteuert werden und im Gegensatz zu selbstsättigenden Halbwellenverstärkern keinen Gleichrichter besitzen. In der Anordnung nach Fig. 1 trägt der magnatische Kern 1 auf seinem einen Schenkel eine Arbeits- oder Ausgangswicklung 2, die über einen Verbraucher 3 mit einer Arbeitsimpulsquelle 4, die in üblicher Weise ausgeführt sein kann, verbunden ist. Diese Impulsquelle wird durch einen in der Figur nicht gezeigten Generator gesteuert. Der andere Schenkel des Kernes 1 trägt eine mit der Gleichstromsignalquelle verbundene Steuerwicklung 5. Durch eine mit der Gleichstromsteuerwicklung in Reihe geschaltete Impedanz 6 wird verhindert, daß die Arbeitswicklung durch die Steuerwicklung infolge transformatorischer Kopplung belastet wird.1 shows an embodiment according to the invention in which the magnetic amplifier is controlled by means of a direct current signal from a conventional voltage source Q, not shown in the figure. One of the advantages of this embodiment is that the core has a much smaller cross-section than that of an ordinary self-saturating magnetic amplifier. This is particularly advantageous in arrangements that are controlled by high-impedance signal sources and, in contrast to self-saturating half-wave amplifiers, do not have a rectifier. In the arrangement according to FIG. 1, the magnetic core 1 carries a working or output winding 2 on its one leg, which is connected via a load 3 to a working pulse source 4, which can be designed in the usual way. This pulse source is controlled by a generator not shown in the figure. The other leg of the core 1 carries a control winding 5 connected to the direct current signal source. An impedance 6 connected in series with the direct current control winding prevents the working winding from being loaded by the control winding as a result of transformer coupling.

Der magnetische Verstärker nach Fig. 1 läßt sich mit Vorteil in solchen Anordnungen verwenden, wo schwache Signale von einer hochimpedanten Gleichstromsignalquelle, die keine Betriebsspannungsquelle benötigt, geliefert werden, wie es z. B. bei Ionenkammern und verschiedenen Tachometereinrichtungen oder bei Anordnungen, wo der Signalbereich beschränkt ist, der Fall ist.The magnetic amplifier of Fig. 1 can be used with advantage in such arrangements where weak signals from a high-impedance DC signal source, which does not require an operating voltage source, as it is z. B. in ion chambers and various tachometer devices or in arrangements where the signal range is limited is, is the case.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 wird auf Fig. 2 sowie Fig. 3 a und 3b verwiesen. Fig. 2 zeigt die Hysteresisschleife des Kernes 1. Da die Kernabmessungen unverändert bleiben, ist auf den Achsen der Hysteresisschleife einfach der magnetische Fluß in Abhängigkeit von der Amperewindungszahl, was magnetischer Induktion bzw. magnetischer Feldstärke entspricht, aufgetragen. Der Einfachheit halber ist die Schleife wie auch alle anderen Hysteresisechleifen in den Zeichnungen in vollidealisierter Form als aus vier geraden Linien zusammengesetzt dargestellt. In Fig. 3 a ist ein voller Magnetisierungszyklus gezeigt, wie er durch eine typische Generatorspannung, die von beliebiger Frequenz, z. B. bis zu tausend Hertz und darüber, sein kann, geliefert wird. In Fig. 3 b sind die mittels der Arbeitsimpulsquelle 4 aus der Generatorspannung abgeleiteten Impulse gezeigt. Die Impulse in Fig. 3 b sind als vertikale gerade Linien gezeigt, da es auf Grund ihrer geringen zeitlichen Dauer, die lediglich 2~ des Generatorspannungszyklus ausmacht, unpraktisch wäre, sie in der Zeichnung gradmäßig auszuzeichnen. Die Buchstaben α, /'. c usw. in Fig. 2, 3 a und 3 b beziehen sich auf die entsprechenden Zeitpunkte im zeitlichen Ablauf der Hysteresisschleife, der Generatorsinuswelle und der Arbeitsimpulse.For a better understanding of the mode of operation of the arrangement according to FIG. 1, reference is made to FIG. 2 and FIGS. 3 a and 3 b. 2 shows the hysteresis loop of the core 1. Since the core dimensions remain unchanged, the magnetic flux is simply plotted on the axes of the hysteresis loop as a function of the number of ampere turns, which corresponds to magnetic induction or magnetic field strength. For the sake of simplicity, the loop, like all other hysteresis loops, is shown in the drawings in a fully idealized form as composed of four straight lines. In Fig. 3a, a full magnetization cycle is shown as it is generated by a typical generator voltage, which is of any frequency, e.g. B. up to a thousand Hertz and above, can be delivered. The pulses derived from the generator voltage by means of the working pulse source 4 are shown in FIG. 3 b. The pulses in FIG. 3b are shown as vertical straight lines, since it would be impractical to mark them in the drawing in terms of degrees due to their short duration, which is only 2 ~ of the generator voltage cycle. The letters α, / '. c etc. in Fig. 2, 3 a and 3 b relate to the corresponding points in time in the time sequence of the hysteresis loop, the generator sine wave and the work pulses.

Die Erklärung des Vorganges soll beim Punkt h auf der Hysteresisschleife nach Fig. 2 beginnen. Dieser Anfangszustand wird durch die steuernden Gleichstromsignale bzw. deren Ampere windungszahl W eingesteuert. In dem Maße, wie die Arbeitsimpulsspannung ansteigt, steigt die Induktion vom Punkt b aus gegen den Sättigungszustand. Die Anordnung ist so bemessen, daß auf den Impuls hin die Induktion höchstens den Bereich der Hysteresisschleife durchlaufen kann. Folglich wird für den Anstieg der Induktion vom Punkt b bis zur Sättigung ein Viertel der Impulsdauer benötigt. Entsprechend verweilt der Kern über drei Viertel der Impulsdauer im Sättigungszustand. Solange der Kern sich im Sättigungszustand befindet, kann der volle Strom fließen. Nachdem der Arbeitsimpuls im Punkt d l>eendet ist, fällt die Kernmagnetisierung auf den der Amperewindungszahl der Steuersignale entsprechenden Zustand ab. Da in der Zeit vom Punkt d bis zum Punkt e keine Spannung zugeführt wird, verbleibt der Kern so lange in der gleichen Lage auf der Hysteresisschleife, bis der negative Impuls auftritt. Dieser am Punkt i' einsetzende negative Impuls entspricht, abgesehen von der Vorzeichenumkehr, genau dem positiven Impuls. Die Punkte e, f und g des negativen Impulses entsprechen jeweils den Punkten b, c und d des positiven Impulses.The explanation of the process should begin at point h on the hysteresis loop according to FIG. This initial state is controlled by the controlling direct current signals or the number of amperes W of turns. As the working pulse voltage increases, the induction increases from point b towards the saturation state. The arrangement is dimensioned in such a way that, in response to the impulse, the induction can at most pass through the area of the hysteresis loop. Consequently, a quarter of the pulse duration is required for the increase in induction from point b to saturation. Accordingly, the core remains in the saturation state for over three quarters of the pulse duration. As long as the core is in the saturation state, the full current can flow. Once the operating pulse at point d l> eendet is, the nuclear magnetization drops corresponding to the state of the ampere-turns of the control signals. Since no voltage is applied in the time from point d to point e , the core remains in the same position on the hysteresis loop until the negative pulse occurs. This negative pulse starting at point i 'corresponds exactly to the positive pulse, apart from the sign reversal. Points e, f and g of the negative pulse correspond to points b, c and d of the positive pulse, respectively.

In dem Maße, wie der Impuls in der negativen Richtung fortschreitet, wird die Induktion gegen den Punkt / hin getrieben. Der Kern gelangt nicht in den Zustand der negativen Sättigung hinein, sondern gerade nur bis zu diesem Zustand, da das zeitliche Spannungsintegral des Arbeitsimpulses so bemessen ist, daß der Impuls gerade hinreicht, um die Induktion von der positiven Sättigung bis zur negativen Sättigung hinabzutreiben. Der Übergang vom Punkt/ zum Punkt g vollzieht sich augenblicklich am Ende des negativen Impulses, wobei infolge des Fehlens einer Flußänderung keine zeitliche Verzögerung auftritt. Da das Gleichstromsignal eine höhere Amperewindungszahl verlangt, als am Punkt g vorhanden ist, kehrt der Kern zum Anfangspunkt b des Zyklus zurück. Jedoch verlangt der Übergang vom Punkt g zum Punkt b eine Änderung der Induktion, und der auf diese Weise in der Arbeitsstufe induzierte geringe Strom wirkt dieser Änderung entgegen. Folglich ist ein bestimmter, im folgenden als »Relaxationsdauer« bezeichneter Zeitabschnitt erforderlich, um die Änderung zu ermöglichen. Die Zeitkonstante für die Relaxationsdauer ist gleich der gesamten Arbeitsstufeninduktanz geteilt durch den Arbeitsstufenwiderstand; sie setzt sich zusammen aus der ungesättigten Induktanz der Erregerwicklung plus der Induktanz der Arbeitsspule (oder Steuerwicklung für die nächste Stufe) geteilt durch den Arbeitsstufenwiderstand. Während der Relaxationsdauer sind Induktanz und Widerstand der Erregerimpulsquelle oder Arbeitsstufe sehr klein. In der Praxis werden diese Arbeitsstufenkonstanten so gewählt, daß die Induktion bis auf das durch den Signalpunkt b festgelegte NiveauAs the pulse advances in the negative direction, the induction is driven towards the point /. The core does not enter the state of negative saturation, but only up to this state, since the temporal voltage integral of the working pulse is such that the pulse is just sufficient to drive the induction down from positive saturation to negative saturation. The transition from point / to point g takes place instantaneously at the end of the negative pulse, there being no time delay due to the lack of a change in flow. Since the DC signal requires a higher number of ampere-turns than is available at point g , the core returns to the starting point b of the cycle. However, the transition from point g to point b requires a change in the induction, and the small current induced in this way in the working stage counteracts this change. As a result, a certain period of time, referred to below as the "relaxation time", is required to enable the change. The time constant for the relaxation duration is equal to the total work stage inductance divided by the work stage resistance; it is made up of the unsaturated inductance of the excitation winding plus the inductance of the work coil (or control winding for the next stage) divided by the work stage resistance. During the relaxation period, the inductance and resistance of the excitation pulse source or work stage are very small. In practice, these working level constants are chosen so that the induction down to the level determined by the signal point b

ä 6§ 6

zurückgleiten kann, ehe der positive Impuls wieder angelegt wird und dem Kern ein positives zeitlichescan slide back before the positive impulse is applied again and the nucleus a positive temporal one

auftritt. Fällt die Steuersignal-Amperewindungszahl, Spannungsintegral in dem Augenblick erteilt, deroccurs. If the control signal ampere-turn number falls, the voltage integral is issued at the moment that

so wird dadurch der Punkt b auf einen niedrigeren dem positiven Signalimpuls unmittelbar vorausgeht,thus the point b will immediately precede the positive signal impulse on a lower level,

Induktionswert herabgedrückt. Während der Dauer und umgekehrt dem Kern ein negatives zeitliches des positiven Impulses muß sodann zwischen dem 5 Spannungsintegral in dem Augenblick zusetzt, derInduction value depressed. During the duration and vice versa the core has a negative temporal one of the positive pulse must then add between the 5 voltage integral at the moment that

Punkt b und dem Zustand positiver Sättigung eine dem negativen Signalimpuls unmittelbar vorausgeht,Point b and the state of positive saturation one immediately precedes the negative signal pulse,

größere Flußänderung herbeigeführt werden, so daß Zur Erzeugung dieses Effektes kann man sich einergreater flux change can be brought about, so that one can use one to produce this effect

ein längerer Zeitabschnitt benötigt wird, um die Sinusschwingung bedienen.a longer period of time is required to operate the sinusoidal oscillation.

Sättigung zu erreichen, und für die Zeit, während der In Fig. 5 ist ein Impulsrelaxationsverstärker mit ein Arbeitsstrom fließen kann, ein entsprechend ge- ίο Wechselstromvormagnetisierung gezeigt. Der Kern 7, ringerer Teil der Impulsdauer zur Verfügung steht. der entweder dreischankelig oder aus zwei getrennten Steigt die Steuersignal-Amperewindungszahl an, so Kernen ' zusammengesetzt sein kann, trägt zwei ergibt sich die entgegengesetzte Wirkung, d. h. eine Wechselstromvormagnetisierungswicklungen 8 und 9, geringere Impulsdauer für die Erreichung der Sätti- die mit einer Wechselspannungsquelle R verbunden gung und ein entsprechend erhöhter Arbeitsstrom. In 15 sind, sowie zwei Gleichstromsteuerwicklungen 10 beiden Fällen bleibt der negative Arbeitsimpuls der- und 11 und eine Ausgangs- oder Arbeitswicklung 12. selbe; er wird bei der Überführung des Kernes von Die Wicklung 11 ist nicht unbedingt erforderlich; sie der positiven zur negativen Sättigung aufgebraucht. kann je nach Wunsch als Steuer-, Vergleichs- oder Kehrt sich das Gleichstromsignal um, so daß sich der Vormagnetisierungswicklung benutzt werden. Die Anfangspunkt b statt auf dem ansteigenden auf dem 20 Wicklungen 10 und 11 sind mit entsprechenden absteigenden Ast dar Schleife befindet, so werden die Stromquellen verbunden. Zwischen der Ausgangs-Rollen des positiven und negativen Impulses ent- stufe 12 und der Impulsqualle 4 kann ein Filter 13 sprechend vertauscht. eingeschaltet sein. Das Filter 13 ist nicht unbedingt In Fig. 4 ist der durchschnittliche, über die Dauer erforderlich; es besteht aus einem Kondensator 14, des Erregerimpulses gemittelte Ausgangsstrom / in 25 der mit einem Widerstand 15 überbrückt ist. Der Abhängigkeit von dem Signalstrom S aufgetragen. Es zusätzliche rechte Kern in dem Verstärker nach Fig. 5 ergibt sich eine Charakteristik, die der eines selbst- hat die gleiche Funktion wie die in den Steuerstufen sättigenden magnetischen Gegentaktverstärkers ent- gewöhnlicher selbstsättigender magnetischer Verstärspricht; jede der beiden Kennlinienhälften entspricht ker häufig verwendete Seriendrossel, ohne daß sich der entsprechenden Halbkennlinie eines einfachen 30 jedoch seine Charakteristik mit der des Hauptkernes selbstsättigenden magnetischen Verstärkers. Ferner vergleichen läßt. Wie aus der Figur ersichtlich, sind ist die Amperewindungszahl, die der Kern zum vollen Wechselstromvormagnetisierungswicklungen auf bei-Durchlaufen der Charakteristik im Bereich der posi- den Kernen vorgesehen. Sie sind so geschaltet, daß tiven Aussteuerung verlangt, genau die gleiche, wie sie ein Zusammenbrechen, der Induktion in der Gleichsie bei einem gewöhnlichen selbstsättigenden magne- 35 Stromsteuerwicklung verhindern und dadurch das tischen Verstärker mit Vollweggleichrichtung benötigt Induzieren von Spannungen und folglich das Zirkuwird. Das gleiche gilt für die Charakteristik im Be- Heren von Strömen in der Steuerstufe unterbunden reich der negativen Aussteuerung. Mithin stellt Fig. 4 wird. Dadurch wird erreicht, daß die für die Voreine zweiseitig gerichtete Charakteristik dar, die in magnetisierung erforderliche Energie auf ein Miniihrem Zentrum ein Nullniveau bzw. eine Zone mini- 40 mum herabgesetzt und etwaige Störungen der Signalmaler Verstärkung" aufweist, und zwar auf Grund quelle verhindert werden. In analoger Weise sorgt der Tatsache, daß in diesem Bereich sowohl der posi- das 2?C-Filter 13, indem es das Zirkulieren von indutive als auch der negative Arbeitsimpuls restlos vom zierten Lastströmen weitgehend unterdrückt, für Kern absorbiert werden, solange die steuernde günstigere Verhältnisse bezüglich der erforderlichen Amperewindungszahl zu klein ist, um entweder den 45 Wechselstrommagnetisierung. Und zwar ist das FiI-ansteigenden oder den absteigenden Ast der Hystere- ter 13 als Hochpaß so bemessen, daß es für den kurzsisschleife zu erreichen. Dieser Bereich minimaler dauernden Arbeitsimpuls eine niedrige Impedanz, Verstärkung im Zentrum der Charakteristik nach dagegen für solche Ströme, die durch den länger Fig. 4 ist für viele Zwecke unerwünscht. Man korri- dauernden Wechselstrommagnetisierungsinipuls indugiert daher diesen Bereich mittels einer Vor- oder 50 ziert werden, eine hohe Impedanz darstellt. Wie oben Ouermagnetisierungswicklung, die in ähnlicher Weise erwähnt, ist das Filter für den Betrieb des Verstärwie die bei selbstsättigenden magnetischen Gegentakt- kers von Nutzen, jedoch nicht unbedingt erforderlich, verstärkern verwendeten Quermagnetisierungswick- Selbstverständlich kann man anstatt des in Fig. 5 lungen ausgeführt ist. Mittels dieser Vormagnetisie- gezeigten dreischenkeligen Kernes auch einen zweirung erzeugt man positive und negative Ausgangs- 55 schenkeligen Kern, der auf seinem einen Schenkel die impulse, wobei die sich ergebende Ausgangsenergie Steuer- und die Vormagnetisierungswicklung trägt, der Differenz zwischen diesen beiden Impulsen ent- benutzen. Die Wirkungsweise des Verstärkers nach spricht. Zur Gleichrichtung dieser Ausgangsenergie Fig. 5 wird am besten ersichtlich, wenn man die kann man sich eines gewöhnlichen Gleichrichter- Fig. 6 a, 6b und 6 c betrachtet. Fig. 6 a zeigt an Hand diskriminators bedienen. Da bei dem erfindungs- 60 der Hysteresisschleife den Einfluß der Wechselstromgemäßen magnetischen Verstärker die Gegentakt- vormagnetisierung. Die Wechselstromvormagnetisiecharakteristik mit Hilfe eines einzigen Kernes er- rung ist so bemessen, daß die Induktion in den Punkreicht wird, braucht man hier die sonst übliche Gleich- ten b und e gerade halbwegs zwischen der positiven strom vormagnetisierung nicht vorzusehen. Dagegen und negativen Sättigung liegt. Trifft dann der kann man sich einer Wechselstromvormagnetisierung 65 Arbeitsimpuls ein, so steigt die Induktion vom bedienen, da die Ausgangsenergie des Impulsrelaxa- Punkt b an bis zum Punkt c. Sobald der Punkt c ertionsverstärkers der Differenz zwischen dem positiven reicht ist, befindet sich der Kern wie in Fig. 2 im und negativen Impuls entspricht. Bei der Wechsel- Zustand positiver Sättigung. Da die Induktion durch stromvormagnetisierung handelt es sich um eine den Vormagnetisierungsimpuls T bereits um die Impulsmagnetisierung, die zu den Zeitpunkten α und b 70 Hälfte ihres Anstiegsweges hochgetrieben worden ist.To achieve saturation, and for the time during which a pulse relaxation amplifier with an operating current can flow in FIG. 5, an alternating current bias is shown accordingly. The core 7, lesser part of the pulse duration is available. If the control signal ampere-turns increase, so cores' can be composed, the opposite effect results, i.e. an alternating current bias windings 8 and 9, shorter pulse duration for reaching the saturation, which is connected to an alternating voltage source R. supply and a correspondingly increased working current. In FIG. 15, as well as two DC control windings 10, the negative working pulse of the and 11 and an output or working winding 12 remain the same; it is not absolutely necessary when transferring the core of the winding 11; they are used up from positive to negative saturation. can be used as a control, comparison or reversing the direct current signal, so that the bias winding is used. The starting point b instead of the ascending one on the 20 windings 10 and 11 are located with the corresponding descending branch of the loop, so the current sources are connected. A filter 13 can be swapped between the output roles of the positive and negative impulses 12 and the impulse jellyfish 4. to be on. The filter 13 is not necessarily. In Fig. 4, the average is required over the duration; It consists of a capacitor 14, the excitation pulse averaged output current / in 25 which is bridged with a resistor 15. The dependence on the signal current S is plotted. The additional right-hand core in the amplifier according to FIG. 5 results in a characteristic which corresponds to that of a self-has the same function as the magnetic push-pull amplifier of normal self-saturating magnetic amplifiers, which saturates in the control stages; Each of the two halves of the characteristic curve corresponds to the series choke that is frequently used, but without the corresponding half-characteristic curve of a simple magnetic amplifier changing its characteristics with those of the main core self-saturating magnetic amplifier. Can also be compared. As can be seen from the figure, the number of ampere-turns which the core for full alternating current bias windings on when passing through the characteristic is provided in the region of the positive cores. They are connected in such a way that tive drive requires exactly the same as they prevent breakdown of the induction in the same way. The same applies to the characteristic in the presence of currents in the control stage suppressed rich in the negative modulation. Thus, Fig. 4 represents. It is thereby achieved that the characteristic for the Voreine is bidirectional, the energy required in magnetization is reduced to a minimum of its center, a zero level or a minimum zone, and any interference with the signal painter amplification is prevented due to the source In an analogous manner, the fact that in this area both the positive 2? C filter 13, in that it largely suppresses the circulation of inductive and the negative work impulse completely from the ornamental load currents, is absorbed for core as long as the controlling More favorable ratios with regard to the required number of ampere-turns is too small to achieve either the AC magnetization. In fact, the rising or falling branch of the hysteresis 13 is dimensioned as a high-pass filter so that it is possible for the short-circuit loop to reach this area of minimal permanent work pulse a low impedance, gain in the center of the characteristic after on the other hand, for currents that are longer by the Fig. 4 is undesirable for many purposes. Correct alternating current magnetization pulse is therefore induced in this area by means of a pre- or 50, which represents a high impedance. As above Ouermagnetisierungswickel, which was mentioned in a similar way, the filter for the operation of the amplifier is useful, but not absolutely necessary, for the operation of the amplifier as the transverse magnetization winding used in self-saturating magnetic push-pull amplifiers. By means of this pre-magnetized three-legged core, positive and negative output-legged core are generated, which use the pulses on one leg, the resulting output energy for the control and bias windings, of the difference between these two pulses . The way the amplifier works after speaks. To rectify this output energy, Fig. 5 is best seen if you can look at an ordinary rectifier Fig. 6a, 6b and 6c. Fig. 6 a shows using hand discriminator. Since in the case of the hysteresis loop according to the invention, the influence of the alternating current magnetic amplifiers is the push-pull bias. The alternating current bias characteristic with the help of a single core is dimensioned in such a way that the induction reaches the point if the otherwise usual equations b and e just halfway between the positive current bias does not need to be provided. Opposite and negative saturation lies. If then one can get an alternating current pre-magnetization 65 work impulse, the induction increases from serve, since the output energy of the impulse relaxa- point b to point c. As soon as the point c eration amplifier the difference between the positive is enough, the core is as in Fig. 2 in and negative pulse corresponds. In the alternating state of positive saturation. Since the induction by current premagnetization is a question of the premagnetization pulse T already the pulse magnetization that has been driven up half of its rise at times α and b 70.

bedarf es nur mehr des halben Arbeitsimpulses, um den Kern bis in den Sättigungszustand voranzutreiben. Folglich fließt während der zweiten Hälfte des Impulses ein Arbeitsstrom, der die Hälfte der bei voller Impulsdauer möglichen durchschnittlichen Ausgangsleistung liefert. Die gleiche Folge von Ereignissen spielt sich bei der negativen Halbwelle in den Punkten e, f und g ab. Die vom positiven und vom negativen Impuls gelieferten Ausgangsenergien sindIt only takes half the work impulse to drive the core to saturation. As a result, an operating current flows during the second half of the pulse which supplies half of the average output power possible with the full pulse duration. The same sequence of events takes place in the negative half-wave in points e, f and g . The output energies delivered by the positive and negative pulse are

formatorischer Kopplung verhindert, in Reihe geschaltet ist. Auf dem anderen Schenkel des Kernes 17 sitzt die Ausgangs- oder Arbeitswicklung 18. Mit der Arbeitsimpedanz 21 und dem Impulserzeuger 24 ist 5 eine Impedanz 22 in Reihe geschaltet. Die Impedanz 22 dient dazu, etwaige Belastungen des Steuerkreises durch den Arbeitskreis zu verhindern. Die Impedanz 22 ist mit einem Schalter 23 überbrückt, der während der Dauer des Arbeitsiinpulses geschlossen ist, so daßformative coupling prevents being connected in series. On the other leg of the core 17 the output or working winding 18 sits. With the working impedance 21 and the pulse generator 24 is 5 an impedance 22 connected in series. The impedance 22 serves to avoid any loads on the control circuit to prevent by the working group. The impedance 22 is bridged with a switch 23, the during the duration of the Arbeitsiinpulses is closed, so that

einander gleich; sie entsprechen jeweils der Hälfte io während dieser Zeit keine Spannung an der Impedanzequal to each other; they each correspond to half io during this time no voltage at the impedance

des maximalen Durchschnittswertes und addieren sich im Endeffekt zu Null.of the maximum average value and add up to zero in the end.

In Fig. 6 b wird zusätzlich zum Wechselstromvormagnetisierungsimpuls T ein Gleichstromsteuer-In Fig. 6b, in addition to the alternating current bias pulse T, a direct current control

22 verlorengeht. Wie ersichtlich, arbeitet dieser einfache Verstärker ohne Vormagnetisierung. Der aus der Impulsquelle 24 stammende Impuls bleibt hinter dem von der Steuerimpulsquelle in die Spule 19 ge-22 is lost. As can be seen, this simple amplifier works without bias. The out the pulse coming from the pulse source 24 remains behind the pulse from the control pulse source into the coil 19

signal W zugeführt. Dieses Gleichstromsignal be- 15 lieferten Impuls zurück: beide Impulse können von wirkt, daß sich die Punkte b und e gegen die positive ein und demselben (in der Figur nicht gezeigten) Sättigung hin verschieben. In diesem Falle wird ein
Viertel des Arbeitsimpulses benötigt, um den Kernsignal W supplied. This direct current signal supplied the pulse back: both pulses can have the effect that the points b and e shift towards the positive one and the same (not shown in the figure) saturation. In this case a
Quarter of the work impulse needed to get to the core

in den Zustand positiver Sättigung zu treiben, so daßto drive into the state of positive saturation, so that

10 c ersichtlich. Fig. 9 zeigt die idealisierte Hysteresisschleife des Verstärkerkernes. Fig. 10a, 10b und10 c can be seen. Fig. 9 shows the idealized hysteresis loop of the amplifier core. Figures 10a, 10b and

Buchstaben bezeichneten Punkte entsprechen jeweils einander in den drei Figuren. Im Punkt B der Fig. 9 liegt die Induktion im Bereich der negativen Sätti-Points marked with letters correspond to one another in the three figures. At point B of FIG. 9, the induction is in the region of the negative saturation

Generator geliefert werden. Der Schalter 23 ist zwischen den Punkten B und D der Fig. 9 geöffnet und zwischen den Punkten E und G der Fig. 9 geein Arbeitsstrom während der übrigen drei Viertel 20 schlossen.Generator to be delivered. The switch 23 is open between points B and D of FIG. 9 and closed between points E and G of FIG. 9 during the remaining three quarters 20.

der Impulsdauer fließt. Während der negativen Halb- Die Wirkungsweise des Verstärkers nach Fig. 8the pulse duration flows. During the negative half the mode of operation of the amplifier according to FIG. 8

welle stellt sich ein umgekehrtes Verhältnis in der wird am besten aus den Fig. 9 sowie 10a, 10b und Weise ein, daß drei Viertel der Impulsdauer für die
Erreichung des negativen Sättigungszustandes benötigt werden und folglich nur ein Viertel der Impuls- 25 10c zeigen die Sinusschwingung des Generators bzw. dauer für den Arbeitsstromfluß übrigbleibt. Damit den Steuerimpuls bzw. den Arbeitsimpuls. Die mit erhöht sich die Ausgangsenergie während der Dauer
des positiven Impulses auf 75% des Maximalwertes,
wohingegen sie während der Dauer des negativen Impulses auf 25% des Maximalwertes absinkt. Daraus 30 gung und bei der Amperewindungszahl Null, was der ergibt sich im Endeffekt ein positives Ausgangssignal. durch den vorausgegangenen Arbeitsimpuls hinterin Fig. 6c ist die Wirkung gezeigt, die durch ein lassenen Remanenz oder Restmagnetisierung entnegativeis Steuersignal hervorgerufen wird. In diesem spricht. Der in diesem Augenblick auftretende Steuer-Falle ergibt sich ein negatives Ausgangssignal, d. h. impuls besitzt eine hinreichend große Amplitude und ein Effekt, der dem des positiven Steuersignals genau 35 Dauer, um den Übergang zum Punkt C, d. h. über entgegengesetzt ist. drei \^riertel des Anstiegsweges von der negativen biswave is an inverse relationship in the best from FIGS. 9 and 10a, 10b and manner that three quarters of the pulse duration for the
Achievement of the negative saturation state are required and consequently only a quarter of the pulse 25 10c show the sinusoidal oscillation of the generator or duration remains for the working current flow. So that the control pulse or the work pulse. The with increases the output energy during the duration
of the positive pulse to 75% of the maximum value,
whereas it drops to 25% of the maximum value during the duration of the negative pulse. From this 30 supply and with the number of ampere turns zero, which results in a positive output signal in the end. the previous working pulse in Fig. 6c shows the effect which is caused by a left remanence or residual magnetization denegativeis control signal. In this speaks. The control trap that occurs at this moment results in a negative output signal, ie the pulse has a sufficiently large amplitude and an effect which is exactly the opposite of the duration of the positive control signal around the transition to point C, ie via. three \ ^r ¼ of the ascent from the negative to

Die vollständige Gegentaktcharakteristik, wie sie zur positiven Sättigung, herbeizuführen. Der Steuersich bei der beschriebenen Anwendung einer Vor- impuls hört im Punkt D auf. Daraufhin bleibt die magnetisierung ergibt, ist in Fig. 7 gezeigt. / bedeutet Induktion unverändert, und der Kern begibt sich unden Arbeitsstrom, 5" das Steuersignal in Ampere- 40 unmittelbar in den Remanenzzustand im Punkt E. windungen. Zwischen den Punkten D und E werden keinerThe complete push-pull characteristic, as it is to bring about positive saturation. The control in the described application of a pre-impulse ends in point D. Thereupon the magnetization remains, is shown in FIG. 7. / means induction unchanged, and the core goes to the working current, 5 "turns the control signal in amperes directly into the remanence state at point E. There are none between points D and E.

Der Verstärker nach Fig. 5 ist besonders in solchen der Kernwicklungen irgendwelche Spannungen oder Fällen von Nutzen, wo ein schwaches Steuersignal Ströme zugeführt, so daß der Kern während dieses von einer niederimpedanten Quelle geliefert wird, wie Zeitraumes keine Änderung seines Magnetisierungsz. B. bei einem Thermoelement oder bei einem nieder- 45 zustandes erfährt. Im Punkt E setzt der Arbeits-The amplifier of Fig. 5 is particularly useful in those of the core windings of any voltages or cases where a weak control signal is supplied with currents so that the core is supplied from a low impedance source during this period, such as no change in its magnetization rate. B. with a thermocouple or with a low 45 state. In point E , the labor

impedanten Nebenschluß, und eine Vormagnetisierung in der Art wie bei normalen selbstsättigenden magnetischen Verstärkern gegeben ist.impedant shunt, and a bias in the manner of normal self-saturating magnetic Amplifiers is given.

Die obigen Ausführungsformen der Erfindung sindThe above embodiments of the invention are

impuls ein, der den Kern in den Zustand positiver Sättigung treibt, wobei ein Viertel des Arbeitspulse, which drives the core into the state of positive saturation, with a quarter of the work

impulses für den restlichen Anstiegsweg bis zur Sättigung benötigt wird und mithin drei Viertel der für magnetische Impulsrelaxationsverstärker für 50 Arbeitsimpulsdauer, d. h. 75% der maximalen Durch-Gleichstromsignale gedacht. Jedoch können derartige Schnittsausgangsenergie pro Arbeitsimpuls für den Verstärker auch mittels eines Impulssignals gesteuert Arbeitsstromfluß übrigbleiben. Nach Beendigung des werden. Da, durch die Impulssignale in sämtlichen Arbeitsimpulses im Punkt G fällt der Kern in den Wicklungen des Kernes eine Spannung induziert positiv gesättigten Remanenzzustand bei der Amwird, muß in diesem Falle der zwischen den Wick- 55 perewindungszahl Null zurück und verharrt in dielungen auftretenden magnetischen Kopplung zusatz- sein Zustand so lange, bis der Punkt L erreicht ist. liehe Beachtung geschenkt werden. Die Vormagneti- Der im Punkt M einsetzende Arbeitsimpuls drückt sierung in den x\rbeitsstufen muß daher so* eingestellt die Induktion in die negative Sättigung hinab. Der werden, daß sich während der Dauer des Steuer- Kern verharrt sodann infolge seiner Remanenz in impulses eine hohe Impedanz einstellt bzw. etwaige 60 diesem Zustand bis zum Punkt B des nächsten Zyklus, auftretende Spannungen unterdrückt werden. In Verringert sich der Steuerimpuls in seiner Größe,impulses is required for the rest of the rise to saturation and therefore three quarters of that for magnetic pulse relaxation amplifiers for 50 working pulse duration, ie 75% of the maximum through-direct current signals. However, such cutting output energy per working pulse for the amplifier can also remain working current flow controlled by means of a pulse signal. After finishing the will. Since the pulse signals in all working pulses at point G cause the core to drop in the windings of the core, a voltage induces a positive saturated remanence state at Am, in this case the number of turns between the windings must be zero and the magnetic coupling that occurs in the windings remains - its state until point L is reached. lent attention should be paid. The pre-magnetic The working impulse starting at point M presses sization in the x \ r working stages must therefore set the induction down into negative saturation. The fact that the control core persists for the duration of the control core then sets a high impedance due to its remanence in impulses or any voltages occurring in this state up to point B of the next cycle are suppressed. In If the control pulse is reduced in size,

diesem Falle wird die Steuersignalquelle durch die so wird dadurch das Induktionsniveau im Punkt C Wicklung nicht belastet, und die volle Verstärkung herabgedrückt. Entsprechend ist ein größerer Teil bleibt erhalten. des positiven Arbeitsimpulses erforderlich, um denin this case the control signal source is controlled by the so thereby the induction level at point C. Winding not loaded, and full reinforcement pushed down. A larger part is correspondingly remains. of the positive work impulse required to achieve the

Ein für Impulssignale eingerichteter einfacher 65 Kern in den Sättigungszustand zu treiben, so daß magnetischer Impulsrelaxationsverstärker ist in eine geringere Zeitdauer für den Ausgangsstromfluß Fig. 8 gezeigt. Auf einem Schenkel des Kernes 17 übrigbleibt. Dies bedeutet eine Verminderung der sitzt die Steuerwicklung 19, die durch eine Impuls- Ausgangsenergie¹. Die entgegengesetzte Wirkung tritt quelle 24' erregt wird und mit der eine Impedanz 20, ein, wenn sich der Steuerimpuls vergrößert. Kehrt die eine Belastung der Arbeitswicklung infolge trans- 70 der Steuerimpuls seine Polarität um, und wird er inA simple core set up for pulse signals can be driven into the saturation state, so that magnetic pulse relaxation amplifier is shown in a shorter period of time for the output current flow (FIG. 8). Remains on one leg of the core 17. This means a reduction in the seated control winding 19, which is caused by a pulse output energy ¹ . The opposite effect occurs source 24 'is excited and with an impedance 20, when the control pulse increases. If the load on the working winding as a result of trans- 70 the control pulse reverses its polarity, and it becomes in

seiner Phase bis zum Punkt / verschoben, so reagiert der negative Arbeitsimpuls in der gleichen Weise wie im vorstehenden der positive Arbeitsimpuls. Zeichnet man den Arbeitsstrom, gemittelt über die Dauer einer Arbeitsimpulsperiode in Abhängigkeit vom Durchschnittswert des Steuerimpulses auf, so ergibt sich eine ähnliche Charakteristik wie in Fig. 4. Genau wie bei einem einfachen Impulsrelaxationsverstärker für Gleichstromsignale ist auch hier eine maximale oder möglichst hohe Verstärkung bei der Steuerspannung Null erwünscht. Folglich wird auch in diesem Falle eine Wechselstromvormagnetisierung herangezogen, um den Bereich niedriger Verstärkung zu eliminieren und damit eine Gegentaktcharakteristik wie nach Fig. 6 zu erzielen. Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 11 gezeigt.its phase shifted to the point /, so reacts the negative work pulse in the same way as the positive work pulse above. Draws is the working current, averaged over the duration of a working pulse period as a function of the average value of the control pulse, the result is a characteristic similar to that in FIG. 4. Exactly like in the case of a simple pulse relaxation amplifier for direct current signals, a maximum or As high a gain as possible at zero control voltage is desired. Consequently, in this case too AC bias is used to eliminate the low gain region and thus to achieve a push-pull characteristic as shown in FIG. A corresponding arrangement is shown in FIG.

In Fig. 11 sieht man einen dreischenkeligen Kern 25, der auf seinem einen Schenkel die Hauptausgangsoder Arbeitswicklung 26 und auf einem seiner anderen Schenkel eine weitere Arbeitswicklung 27 von der gleichen Beschaffenheit und in der gezeigten Schaltungsweise¹ trägt. Der mittlere Schenkel des Kernes trägt die Impulssteuerwicklung 28, die mit einer Steuerimpulsquelle verbunden ist. Die Wechselstromvormagnetisierungswicklung ist über einen Widerstand 29 α mit einer Vormagnetisierungsimpulsquelle verbunden. Eine Wicklung 30, die nach ihrer später zu erörternden Funktion als »Auslöschwicklung« bezeichnet werden, soll, sitzt gleichfalls auf einem Schenkel des Kernes 32 und ist über einen Widerstand 30 a mit einer Erregerquelle verbunden. Der Schenkel 31 des Kerner25, der die Hauptarbeits wicklung 26 trägt, soll als Hauptkern, der die zweite Arbeitswicklung 27 tragende Kern, dagegen als Hilfskern bezeichnet werden. Mit der Hauptarbeits wicklung 26 ist ein. Widerstand 33 in Reihe geschaltet, der dazu dient, eine etwaige Belastung der Arbeitswicklung infolge transformatorischer Kopplung zu unterbinden. Die Widerstände 29a und 30 α dienen ähnlichen Zwecken. Zwischen der anderen Arbeitswicklung und der dazu gehörigen Arbeitsimpulsstufe 34 ist ein Kondensator 35 eingeschaltet, der als Filter wirkt und für langsam schwankende Spannungen mit niederfrequenten Komponenten, wie z. B. die Vormagnetisierungsspannung oder die Auslöschspannung, eine hohe Impedanz darstellt. Dieses Filter ist nicht unbedingt erforderlich. Wie ersichtlich, ist die Schaltung nach Fig. 11 mit dem Gleichstromsignalverstärker nach Fig. 5 bis auf die zusätzlichen Wicklungen 27 und 30 identisch.11 shows a three-legged core 25 which carries the main output or working winding 26 on its one leg and a further working winding 27 of the same nature and in the circuit ^{1 shown on one of its other legs.} The middle leg of the core carries the pulse control winding 28 which is connected to a control pulse source. The AC bias winding is connected to a bias pulse source via a resistor 29 α. A winding 30, which are called by their function to be discussed later as "Auslöschwicklung" should, likewise sits on one leg of the core 32 and is connected via a resistor 30 a with an excitation source. The leg 31 of the Kerner25, which carries the main working winding 26, is to be referred to as the main core, the core carrying the second working winding 27, on the other hand as an auxiliary core. With the main work winding 26 is a. Resistor 33 connected in series, which serves to prevent any load on the working winding as a result of transformer coupling. The resistors 29a and 30α serve similar purposes. Between the other working winding and the associated working pulse stage 34, a capacitor 35 is switched on, which acts as a filter and for slowly fluctuating voltages with low-frequency components, such as. B. the bias voltage or the extinction voltage, represents a high impedance. This filter is not absolutely necessary. As can be seen, the circuit according to FIG. 11 is identical to the DC signal amplifier according to FIG. 5 except for the additional windings 27 and 30.

Im Falle der Schaltung nach Fig. 11 ist der Vormagnetisierungsimpuls hinreichend stark und von solcher Phasenlage, daß er den Kern in den Sättigungszustand treibt, ehe der Steuerimpuls eintritt. Ferner besteht das Signal, wie in Fig. 10b gezeigt, sowohl aus positiven als auch aus negativen Impulsen. Es ist wichtig, daß die Größe dieser beiden Ausgangssignale genau so gewählt wird, daß sich dasjenige Teilstück der Übertragungscharakteristik einstellt, auf dem die zweite oder impulsgesteuerte Stufe arbeiten soll. Für diesen Zweck ist der hochverstärkende Teil der Kennlinie erwünscht. Wie bei einem selbstsättigenden magnetischen Verstärker kann die Vormagnetisierung positiv und das Signal negativ sein, oder umgekehrt. Etwaige Schwankungen der Ausgangsspanung infolge von Änderungen des Sättigungszustandes im Induktionsniveau des Kernes werden dadurch eliminiert, daß man die Vormagnetisierung positiv und das Steuersignal negativ wählt, d. h. dem Signal und dem Arbeitsimpuls entgegengesetzte Vorzeichen gibt. Die Vormagnetisierung setzt XOr dem Steuerimpuls ein und hört in dem Augenblick auf, wo der Steuerimpuls endet. Die Phasenbeziehung liegt von vornherein fest, da sämtliche Elemente des Arbeitsausgangssignals vom Generatorzyklus abgeleitet werden. Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 11 wird am besten aus Fig. 12 ersichtlich; darin zeigt Fig. 12 a die Hysteresisschleife des Hauptkernes, Fig. 12b den Steuerimpuls und den Vormagnetisierungsimpuls, bezogen auf die Sinusschwingung des Generators, und Fig. 12 c die Hysteresisschleife des Hilfskernes mit in umgekehrter Richtung angesetzter magnetomotorischer Kraft. Solange die Sinusschwingung des Generators durch den Punkte in Fig. 12 ebenso wie in Fig. 10a ansteigt, wirkt sich die Vormagnetisierung aus, und zwar bis zum Punkt B; sie treibt den Kern in den Zustand positiver Sättigung entsprechend dem Punkt B in Fig. 10 a. Der Steuerimpuls L* hat die entgegengesetzte Richtung des Vormagnetisierungsimpulses und treibt so die Induktion, vom Punkt B zum Punkt C, d. h. über drei Viertel des Weges bis zur negativen Sättigung. Im Punkt D enden der Steuerimpuls und gleichzeitig der Vormagnetisierungsimpuls. Geringe Abweichungen oder Änderungen in diesen zeitlichen Beziehungen wirken sich dahingehend aus, daß die Induktion sehr kleinen Schwankungen unterworfen ist. Da zwischen den Punkten. D und E die Induktion des Kernes wenig oder gar nicht vergrößert wird, bleibt die Remanenz so lange unverändert, bis der Arbeitsimpuls einsetzt. Der Arbeitsimpuls treibt den Kern über die Strecke vom Punkt E bis zum Punkt G in den Zustand positiver Sättigung. Da zur Erreichung der positiven Sättigung drei Viertel des Arbeitsimpulses benötigt werden, bleibt ein Viertel der Arbeitsimpulsdauer, d. h. 25 % der maximalen Ausgangsenergie, für den Arbeitsstromfluß übrig. Die zweite Halbwelle der Generatorschwingung wirkt sich genau entgegengesetzt aus wie die eben beschriebene erste Halbwelle, und zwar beginnend vom Zustand positiver Sättigung bis zur Erzeugung eines negativen Ausgangsimpulses als Endresultat. In the case of the circuit according to FIG. 11, the bias pulse is sufficiently strong and of such a phase position that it drives the core into the saturation state before the control pulse occurs. Further, as shown in Figure 10b, the signal consists of both positive and negative pulses. It is important that the size of these two output signals is chosen precisely so that that part of the transmission characteristic is set on which the second or pulse-controlled stage is to operate. The high-gain part of the characteristic curve is desirable for this purpose. As with a self-saturating magnetic amplifier, the bias can be positive and the signal negative, or vice versa. Any fluctuations in the output voltage as a result of changes in the saturation state in the induction level of the core are eliminated by choosing the bias to be positive and the control signal to be negative, ie by giving the signal and the working pulse opposite signs. The premagnetization sets in XOr the control pulse and stops at the moment when the control pulse ends. The phase relationship is fixed from the start, since all elements of the work output signal are derived from the generator cycle. The mode of operation of the arrangement according to FIG. 11 is best seen in FIG. 12; FIG. 12 a shows the hysteresis loop of the main core, FIG. 12 b shows the control pulse and the premagnetization pulse, based on the sine oscillation of the generator, and FIG. 12 c shows the hysteresis loop of the auxiliary core with magnetomotive force applied in the opposite direction. As long as the sinusoidal oscillation of the generator increases through the point in FIG. 12 as well as in FIG. 10a, the premagnetization has an effect, namely up to point B; it drives the core into the state of positive saturation corresponding to point B in FIG. 10 a. The control pulse L * has the opposite direction of the bias pulse and thus drives the induction from point B to point C, ie over three quarters of the way to negative saturation. At point D the control pulse and the premagnetization pulse end at the same time. Small deviations or changes in these temporal relationships have the effect that the induction is subject to very small fluctuations. Because between the points. D and E the induction of the nucleus is increased little or not at all, the remanence remains unchanged until the work pulse begins. The work impulse drives the core over the distance from point E to point G into the state of positive saturation. Since three quarters of the working pulse are required to achieve positive saturation, a quarter of the working pulse duration, ie 25% of the maximum output energy, remains for the working current to flow. The second half-wave of the generator oscillation has exactly the opposite effect as the first half-wave just described, starting with the state of positive saturation up to the generation of a negative output pulse as the end result.

An Stelle der in Fig. 8 vorgesehenen Impedanz 22 und des Schalters 23 ist in Fig. 11 der Hilfskern 32 mit einer äquivalenten Impedanz ausgestattet, und die Sättigung dieses Kernes wird dazu benutzt, den Schaltereffekt herbeizuführen. Während der Dauer des Signals hebt die in der Arbeitswicklung 26 des Hauptkernes induzierte Spannung die im Hilfskern induzierte Spannung vollständig auf, so daß sich letzlich dieselbe Wirkung ergibt, wie sie durch die Impedanz 22 in Fig. 8 erzielt wird. Würde man den Hilfskern 32 vom Punkt B bis zum Punkt E unverändert in seinem Zustand belassen, so würden dadurch auch sämtliche durch das Ausgangssignal ausgelösten Effekte annulliert werden. Eine solche Annullierung wird jedoch durch den von der Wicklung 30 gelieferten Auslöschimpuls verhindert.Instead of the impedance 22 and the switch 23 provided in FIG. 8, the auxiliary core 32 is provided with an equivalent impedance in FIG. 11, and the saturation of this core is used to bring about the switch effect. During the duration of the signal, the voltage induced in the working winding 26 of the main core completely cancels the voltage induced in the auxiliary core, so that ultimately the same effect as that achieved by the impedance 22 in FIG. 8 results. If the auxiliary core 32 were to be left unchanged in its state from point B to point E , then all the effects triggered by the output signal would also be canceled. However, such cancellation is prevented by the extinction pulse supplied by winding 30.

In Fig. 12 c ist die Hysteresisschleife des Hilfskernes 32 so gezeichnet, daß die magnetomotorische Kraft, verkörpert durch die fei der regenden Amperewindungen, in umgekehrter Richtung wirkt, so daß sich die Hysteresisschleifen des Haupt- und Hilfskernes nach Fig. 12 a und 12 c ohne weiteres in ihrem zeitlichen Ablauf miteinander vergleichen lassen. Zwischen den Punkten A und B treibt der Vormagnetisierungsimpuls den Hilfskern in den Zustand negativer Sättigung, den Hauptkern dagegen in den Zustand positiver Sättigung. Setzt der Steuerimpuls ein, so treten in beiden Kernen die gleichen Induktions-In Fig. 12 c, the hysteresis loop of the auxiliary core 32 is drawn so that the magnetomotive force, embodied by the fei of the exciting ampere turns, acts in the opposite direction, so that the hysteresis loops of the main and auxiliary core according to Fig. 12 a and 12 c can easily be compared with one another in their chronological sequence. Between points A and B , the bias pulse drives the auxiliary core into the state of negative saturation, while the main core into the state of positive saturation. If the control pulse starts, the same induction

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änderungen, nur in entgegengesetzter Richtung, auf. Xach dem Steuerimpuls bleibt die Induktion zwischen den Punkten D und E im Hauptkern unverändert, während der Hilfskern durch den Auslöschimpuls V in den Zustand positiver Sättigung getrieben wird. Wenn der positive Impuls der Vormagnetisierung im Punkt F einsetzt, befindet sich der Hilfskern bereit.--im Zustand der Sättigung.changes, only in the opposite direction. After the control pulse, the induction between points D and E in the main core remains unchanged, while the auxiliary core is driven into the state of positive saturation by the extinction pulse V. When the positive impulse of the premagnetization starts at point F , the auxiliary core is ready - in the state of saturation.

Zu beachten ist, daß der Hilfskern sich sättigt, ohne daß dabei die Induktion im Hauptkern Änderungen erfährt. Der dem Hilfskern erteilte Impuls ist so langsam, d. h. langdauernd und von kleiner Amplitude, daß die in den Hilfswicklungen induzierte Spannung äußert klein ist. Folglich wirken sich die mit dem Hilfskern gekoppelten Wicklungen und Stufen nur sehr wenig auf die Induktion im Hauptkern aus. Die geringen zirkulierenden Ströme sind normalerweise zu klein, um den Kern bis zur Kante der Hysteresisschleife zu treiben und damit eine Induktionsänderung herbeizuführen. Das aus einem Kondensator bestehende Hochpaßfilter 35 weist eine Impedanz auf, die hinreicht, um den zirkulierenden Strom so gering zu halten, daß etwaige Induktionsänderungen im Hauptkern verhindert werden. Der Hauptarbeitsimpuls dagegen wird durch den Kondensator ohne nennenswerte Verluste hindurchgelassen. da er eine größere Anstiegsgeschwindigkeit und folglich höhere Frequenzkomponenten als der Vormagnetisierungsimpuls aufweist. Jedoch ist der Kondensator 35 nicht unbedingt erforderlich.It should be noted that the auxiliary kernel saturates without the induction in the main kernel changing learns. The impulse given to the auxiliary kernel is so slow, i. H. long and small Amplitude that the voltage induced in the auxiliary windings is extremely small. Consequently, the The windings and steps coupled to the auxiliary core have very little effect on the induction in the main core the end. The small circulating currents are usually too small to get the core to the edge to drive the hysteresis loop and thus an induction change bring about. The high-pass filter 35 consisting of a capacitor has a Impedance sufficient to keep the circulating current low enough to prevent any changes in induction in the main core. Of the The main work pulse, on the other hand, is allowed to pass through the capacitor without significant losses. since it has a greater slew rate and consequently higher frequency components than the bias pulse having. However, the capacitor 35 is not essential.

Wie allgemein bekannt, muß man bei gewöhnlichen nicht sättigenden magnetischen Verstärkern das Ausgangssignal gleichrichten, um mehrere Verstärkerstufen in Kaskade schalten zu können. Dagegen hat, wie bereits erwähnt, der erfindungsgemäße magnetische Impulsrelaxationsverstärker eine so große Verstärkung und Ansprechgeschwindigkeit, daß man die einzelnen Stufen eines etwaigen Kaskadenverstärkers ohne weiteres über eine Wechselstromkopplung statt über eine Gleichstromkopplung miteinander verbinden kann. Auf diese Weise kann man eine beliebige Anzahl von Stufen in Kaskade schalten, ohne dabei Gleichrichter zu benötigen. In Fig. 13 ist ein vierstufiger magnetischer Impulsrelaxationsverstärker gezeigt, der dazu dient, Temperaturschwankungen, die durch ein Thermoelement wahrgenommen werden, mittels eines Meßinstrumentes 38 anzuzeigen. Selbstverständlich kann man auch jede beliebige andere Signalquelle verwenden. Die erste oder Eingangsstufe des Kaskadenverstärkers wird mit einem Gleichstromsignal gesteuert; sie ist ähnlich aufgebaut wie der Verstärker nach Fig. 5. nur daß in diesem Falle die Wicklung 11 fehlt. Bei der zweiten, dritten und vierten Stufe handelt es sich um einfache magnetische Impulssignal-Relaxationsverstärker nach Art der in Fig. 11 gezeigten. Ausführungsform. Der Ausgang der vierten Stufe liegt mit einem Gleichrichterdiskriminator 37 in Reihe, der das empfangene Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal, mit dem das Meßinstrument 38 sich steuern läßt, timwandelt. Derartige Gleichrichterdiskriminatoren sind in der Technik allgemein bekannt. Das aus einem Widerstand 40 und einem Kondensator 41 bestehende RC-Filter 39 wirkt in ähnlicher Weise wie das oben beschriebene Filter 13; es ist für den Betrieb der Anordnung nicht unbedingt erforderlich. Die Kondensatoren 35, die ebenfalls nicht unbedingt erforderlich sind, dienen als Filter. Die Impedanzen 42 und 43 sorgen dafür, daß eine Belastung durch'etwaige in den Vormagnetisierungswicklungen induzierte Spannungen vermieden wird, 70-Die Impulsstufen 44 und 45 liefern die Arbeitsimpulse für die von ihnen gespeisten Kreise, während die Magnetisierungsstufen 46 und 47 für die nötige Vormagnetisierung sorgen.As is well known, ordinary non-saturating magnetic amplifiers require the output signal rectify in order to be able to switch several amplifier stages in cascade. Has against as already mentioned, the magnetic according to the invention Impulse relaxation amplifiers have such a great gain and speed of response that the individual stages of a possible cascade amplifier instead of an alternating current coupling can connect to each other via a direct current coupling. That way you can do any Switching the number of stages in cascade without the need for a rectifier. In Fig. 13 is a four-stage magnetic impulse relaxation amplifier shown, which is used to compensate for temperature fluctuations, the can be sensed by a thermocouple, indicated by means of a measuring instrument 38. Of course you can also use any other signal source. The first or entry level the cascade amplifier is controlled with a direct current signal; it is structured similarly to that Amplifier according to FIG. 5, only that in this case the winding 11 is missing. On the second, third and fourth Stage are simple magnetic pulse signal relaxation amplifiers of the type in 11 shown. Embodiment. The output of the fourth stage is with a rectifier discriminator 37 in series which converts the received alternating current signal into a direct current signal with which the measuring instrument 38 can be controlled, time changes. Such rectifier discriminators are well known in the art. The consisting of a resistor 40 and a capacitor 41 RC filter 39 acts in similar to the filter 13 described above; it is not essential for the operation of the arrangement necessary. The capacitors 35, which are also not absolutely necessary, serve as filters. The impedances 42 and 43 ensure that there is a load caused by any in the premagnetization windings induced voltages is avoided, 70-The pulse stages 44 and 45 supply the working pulses for the circuits fed by them while the magnetization stages 46 and 47 ensure the necessary premagnetization.

In der Anordnung nach Fig. 13 sind vier Stufen vorgesehen: mau kann jedoch in beliebiger Weise so viele Stufen verwenden, wie zur Erzielung eines erwünschten Ausgangspegels mit geringer Abdrift benötigt werden. Gleichrichter werden erst dann eingeführt, wenn die Signale so kräftig sind, daß die Gleichrichterabdrift zu vernachlässigen ist. Selbstverständlich kann man das Gleichstromausgangssignal auch benutzen, um damit anderweitige Vorrichtungen zu betreiben; so kann man z.B. über eine gewöhnliche selbstsättigende magnetische Verstärkerstufe, die das Energieniveau auf die erforderliche Höhe anhebt, einen Motor betreiben. Die der Fig. 5 ähnliche erste Stufe der Fig. 13 läßt sich ferner als Eingangsstufe eines elektronischen Verstärkers verwenden, wobei der Gitterableitwiderstand des elektronischen Verstärkers den Arbeitswiderstaud für den magnetischen Verstärker bildet.In the arrangement according to FIG. 13, four stages are provided: however, this can be done in any way use many stages as needed to achieve a desired output level with little drift will. Rectifiers are only introduced when the signals are so strong that the Rectifier drift is negligible. Of course you can use the DC output signal also use it to operate other devices; for example, you can use an ordinary self-saturating magnetic amplifier stage, which raises the energy level to the required level, operate a motor. The the The first stage of FIG. 13, similar to FIG. 5, can also be used as the input stage of an electronic amplifier where the grid leakage resistance of the electronic amplifier is the working resistance for the magnetic amplifier forms.

Ein mehrstufiger magnetischer Impulsrelaxations-Kaskadenverstärker ist insofern einem gewöhnlichen selbstsättigenden magnetischen. Gegentakt-Kaskadenverstärker ähnlich, als in beiden Fällen durch eine gegebene Steuersignaländerung oder eine gegebene Änderung der Ausgangsenergie der ersten Stufe erreicht werden kann, daß sich die Ausgangsenergie der zweiten oder nächstfolgenden Stufe entsprechend erhöht oder erniedrigt und somit die Polarität der Signale von Stufe zu Stufe sich umkehrt. In Fig. 13 sind die einzelnen Stufen so in Kaskade geschaltet, daß jeweils die vorausgehende Stufe die Polarität der nächstfolgenden Stufe umdreht.A multi-stage magnetic pulse relaxation cascade amplifier is an ordinary self-saturating magnetic. Push-pull cascade amplifier similar, as in both cases by one achieved a given control signal change or a given change in the output energy of the first stage can be that the output energy of the second or the next stage increases accordingly or decreased and thus the polarity of the signals is reversed from stage to stage. In Fig. 13 the individual stages are connected in cascade in such a way that the preceding stage has the polarity of the reverses the next level.

Die erfindungsgemäßen Impulsrelaxationsverstärker sind durch eine hohe Verstärkung, eine geringe Trägheit und eine minimale Abdrift gekennzeichnet. Fig. 14 zeigt die Gesamtkennlinie eines derartigen vierstufigen Verstärkers, und zwar die mittlere Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der mittleren Eingangsspannung. Wird der Verstärker an seinem Ein- und Ausgang mit verschieden großen Widerständen belastet, so interessiert die Gesamtspannungsverstäi kung der Anordnung nicht so sehr als ihre Gesamtleistungsverstärkung. Errechnet man diese aus dem linearen Teil der Verstärkungskennlinie unter Zugrundelegung der Eingangs- und Ausgangswiderstände, so ergibt sich eine Leistungsverstärkung, die ohne weiteres eine Größenordnung von zwei Millionen erreichen kann. Der lineare Teil des Verstärkers ist in der Lage, ein maximales Eingangssignal von 10—ⁿ Watt zu verarbeiten und eine Ausgangsleistung von mehr als 10—"' Watt zu liefern. Wie man sofort sieht, ist dies ein sehr günstiges Resultat im Vergleich zu gewöhnlichen selbstsättigenden magnetischen Verstärkern.The pulse relaxation amplifiers according to the invention are characterized by high gain, low inertia and minimal drift. 14 shows the overall characteristic of such a four-stage amplifier, namely the mean output voltage as a function of the mean input voltage. If the amplifier is loaded with resistances of different sizes at its input and output, the overall voltage amplification of the arrangement is not so important as its overall power gain. If this is calculated from the linear part of the gain characteristic on the basis of the input and output resistances, the result is a power gain that can easily reach an order of magnitude of two million. The linear part of the amplifier is able to process a maximum input signal of 10- ⁿ watts and deliver an output power of more than 10- "'watts. As you can see at once, this is a very favorable result compared to ordinary self-saturating ones magnetic amplifiers.

Die Trägheit des Impulsrelaxationsverstärkers ist geringer als die eines gewöhnlichen selbstsättigenden magnetischen Verstärkers. Die Anordnung nach Fig. 13 weist eine maximale Verzögerung von einem Zyklus für die erste Stufe auf plus je einem Viertelzyklus für die drei folgenden Stufen, was einer Gesamtverzögerung von I³A Zyklen entspricht. Die Zeitkonstante wird, in Zyklen bezogen, auf eine beliebige Erregerfrequenz gemessen. Dazu addiert sich die Zeitkonstante der Steuerwicklung der ersten Stufe. Die geringstmögliche Verzögerung beträgt deshalb I¹/4 Perioden plus der Steuerwicklungsverzögerung. Die Zeitkonstante des Verstärkers ohne Eingangs-The inertia of the pulse relaxation amplifier is less than that of an ordinary self-saturating magnetic amplifier. The arrangement according to FIG. 13 has a maximum delay of one cycle for the first stage plus a quarter cycle each for the three following stages, which corresponds to a total delay of I ³ A cycles. The time constant is measured in cycles based on any excitation frequency. The time constant of the control winding of the first stage is added to this. Therefore, the lowest possible delay is I ^1/4 periods plus the delay control winding. The time constant of the amplifier without input

wicklung ist also der Generatorfrequenz umgekehrt proportional. Eine schnellere Ansprechgeschwindigkeit läßt sicih sowohl dadurch erreichen, daß man die Erregerspannung anders bemißt, als auch dadurch, daß man die Generatorfrequenz erhöht. Zum Beispiel kann man einen Verstärker, der bei 60 Hertz arbeitet und pro Sekunde vier Erregerimpulse erhält, umgestalten, indem man die mit 60 Hertz gesteuerte Impulsstufe so bemißt, daß sie pro Zyklus Sechsundsechzig Impulse liefert, wodurch ein gleichwertiger Tausend-Hertz-Betrieb erreicht wird. Die Methoden, mit denen sich das bewerkstelligen läßt, werden sich dem Fachmann ohne weiteres ergeben. In diesem Fall dient die Impulsstufe zugleich als Frequenzvervielfacher und als Impulserzeuger. Die maximale Verzögerung der ersten Stufe kann gleichfalls durch geeignete Maßnahmen, unter anderem den Einbau zusätzlicher Kerne, verringert werden.winding is inversely proportional to the generator frequency. A faster response speed can be achieved both by measuring the excitation voltage differently, as well as by increasing the generator frequency. For example you can have an amplifier that works at 60 Hertz works and receives four excitation impulses per second 60 Hertz controlled pulse stage dimensioned so that it delivers sixty-six pulses per cycle, whereby an equivalent thousand hertz operation is achieved. The methods by which it can be done will be readily apparent to those skilled in the art. In this case, the impulse stage serves at the same time as a frequency multiplier and as a pulse generator. The maximum delay of the first stage can also be reduced by suitable measures, including the installation of additional cores will.

Die Abdrift des erfindungsgemäßen Impulsrelaxationsverstärkers ist sehr gering. Es wurden Versuche angestellt, um den Einfluß von Temperatur- und Erregerspannungsschwankungen auf das Ausgangssignal und die Leistung des Verstärkers abzuschätzen. Der Abdriftpegel wurde dadurch ermittelt, daß man das Ausgangssignal bei auf Null festgehaltenem Eingangssignal beobachtete. Ein Eingangssignal, das nach, der Verstärkung in der Größe am Ausgang erschien, die dem gegebenen Abdriftpegel entsprach, wurde als das minimale Signalniveau des Verstärkers definiert. Die Erregerspannung wurde um plus oder minus 30% variiert, und die Temperatur in der ersten Stufe wurde zyklischen Schwankungen zwischen ungefähr —70 und +140° C unterworfen. Die maximale Abdrift während der Dauer dieses Versuches betrug 10~~¹⁽ⁱ Watt, wobei die Verstärkungscharakteristik völlig unverändert blieb. Das ist. verglichen mit der Nullpunktabdrift eines selbstsättigenden magnetischen Verstärkers, die in der Größenordnung von 10~⁸ oder 10™⁹ Watt liegt, ein recht günstiges Ergebnis.The drift of the pulse relaxation amplifier according to the invention is very small. Attempts were made to estimate the influence of temperature and excitation voltage fluctuations on the output signal and the performance of the amplifier. The level of drift was determined by observing the output signal with the input signal fixed at zero. An input signal which, after amplification, appeared at the output in the magnitude corresponding to the given drift level was defined as the minimum signal level of the amplifier. The excitation voltage was varied by plus or minus 30%, and the temperature in the first stage was subjected to cyclical fluctuations between approximately -70 and + 140 ° C. The maximum drift during the duration of this experiment was 10 ~~ ^{1 (i} watt, the gain characteristic remained completely unchanged. This is compared to the zero point drift of a self-saturating magnetic amplifier, which is of the order of 10 ~ ⁸ or 10 ⁹ watts , quite a favorable result.

Der Störpegel des erfmdungsgemäßen Verstärkers liegt um mehr als 60 Dezibel unter dem gewöhnlicher selbstsättigender magnetischer Verstärker. Dieses günstige Resultat kommt hauptsächlich dadurch zustände, daß keine Gleichrichter verwendet werden und ein und dieselbe Kernspule mit den dazugehörigen Kreisen sowohl positive als auch negative Signale nach dem Gegentaktprinzip verarbeitet.The interference level of the amplifier according to the invention is more than 60 decibels below the usual self-saturating magnetic amplifier. This favorable result is mainly due to that no rectifiers are used and one and the same core coil with the associated ones Circles processes both positive and negative signals according to the push-pull principle.

Es ist für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, daß sich der magnetische Impulsrelaxationsverstärker außer für die im vorstehenden beschriebenen speziellen Zwecke auch noch für zahlreiche andere Aufgaben verwenden läßt. Statt den Kern eines derartigen magnetischen Verstärkers mit einer Steuer- oder Signalspule zu bewickeln, kann man zur Übermittlung von Signalen an den Verstärker einen beliebigen anderen Erreger magnetischen Flusses oder ein beliebiges Material, das die Induktion in geeigneter W^reise beeinflußt, verwenden. Zum Beispiel kann der erfindungsgemäße magnetische Verstärker in der Weise als Fühlerlehre benutzt werden, daß man den Einfluß der in ihrer Dicke zu messenden Metallstücke auf den Verstärker registriert, wobei durch die Metallstücke der Feldlinienverlauf beeinflußt bzw. gestört wird. Ebenso läßt sich der Abstand eines derartigen Materials oder irgendeines Feldlinien erzeugenden Materials vom Kern messen. Der magnetische Verstärker kann ferner dazu verwendet werden, Kompaßrichtungen anzuzeigen, ohne daß dabei, wieIt will be readily apparent to those skilled in the art that the magnetic pulse relaxation enhancer can be used for numerous other purposes in addition to the specific purposes described above. To wind instead of the core of such a magnetic amplifier with a control or signal coil, can be for the transmission of signals to the amplifier to any other excitation magnetic flux, or any material that ^r induction suitably w ay affected use. For example, the magnetic amplifier according to the invention can be used as a feeler gauge in such a way that one registers the influence of the metal pieces to be measured in their thickness on the amplifier, the field lines being influenced or disturbed by the metal pieces. The distance of such a material or any material generating field lines from the core can also be measured. The magnetic amplifier can also be used to display compass directions without knowing how

z. B. bei einem Kreiselkompaß, mechanisch bewegte Teile benötigt werden. Dies läßt sich in der einfachsten Weise dadurch erreichen, daß man die Steuerwicklung nach Fig. 1 entfernt und statt dessen das Magnetfeld der Erde als Signalquelle wirken läßt. Steht die Spule senkrecht und zeigt in irgendeine Richtung, z. B. nach Norden, so erzeugt das irdische Magnetfeld ein Ausgangssignal in einer bestimmten Richtung; wird die Spule in die entgegengesetzte Richtung gedreht, so nimmt auch das Ausgangssignal die entgegengesetzte Richtung an. Steuert man eine zwischen Nord und Süd liegende Richtung an, so ergeben sich analoge Effekte. Zur Registrierung dier angesteuerten Richtung oder zur Betätigung z. B. eines Kuragebers kann man sich in diesem Falle irgendwelcher geeigneter Vorrichtungen bedienen.z. B. in a gyro compass, mechanically moving parts are required. This can be done in the simplest way Way to achieve that by removing the control winding of Fig. 1 and instead allows the earth's magnetic field to act as a signal source. The coil stands vertically and points in any Direction, e.g. B. to the north, the terrestrial magnetic field generates an output signal in a certain Direction; if the coil is turned in the opposite direction, the output signal also increases the opposite direction. If you steer in a direction between north and south analog effects result. To register the controlled direction or to operate z. B. In this case any suitable devices can be used by a health care provider.

Claims

Patent claims:

1. Magnetic amplifier using a magnetic core that carries a working winding and a pulse source connected to this winding, which supplies pulses that drive the core into saturation and between which there is a relaxation time, characterized by a control and possibly a bias winding on the core and means connected to the control winding, a control signal providing DC power source, which causes the magnetic induction in the core after the termination of the pulse is established ert to a W ^T, which is given by the control signal and / or the bias.

2. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that in series with the Control winding an impedance is connected.

3. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that a current source is connected the bias winding is connected, so that in the working group both with positive as with negative impulses output energy occurs.

4. Magnetic amplifier according to claim 1 to 3, characterized in that the control and Pre-magnetization windings are connected in such a way that one of these windings induced voltage cancels the voltage induced in the other winding.

5. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that the output winding is connected in series with the pulse source, a first impedance and a switch that is bridged with a second impedance and that the control winding is connected in series with a third impedance and a second pulse source that is in phase with the first pulse source rushes ahead.

6. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized by a plurality of series-connected Output windings in series with the pulse source, through a second and a third Pulse source, through control devices connected to the second pulse source on the core, by a bias winding λ-connected to the third pulse source on the core, wherein the pulse sources are arranged so that the pulses of the first source are those of the second Lag behind the source and the impulses of the third source lead those of the second source and end at the same time as the impulses from the second source.

7. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that an auxiliary core is provided that carries a second output winding that the pulse source with both output windings is connected, that the output windings are connected so that in the first Output winding and voltages induced in the second or auxiliary winding are mutually exclusive cancel that control devices with the coupling the first core with the auxiliary core second pulse source are connected, that a third pulse source and a connected Pre-magnetization winding, through which the first core is coupled to the auxiliary core, is provided are that the pulse sources are set up so that the pulses of the first source those lag behind the second source and the impulses of the third source hurry ahead of those of the second source and that a fourth pulse source and an associated winding on the auxiliary core are provided and connected so that they are respectively

are excited upon termination of the pulses from the second source.

8. Magnetic amplifier, characterized in that it comprises the amplifier according to claim 4 contains as an input stage and a plurality of amplifiers according to claim 7 with this input stage in Cascade connected, in each case the output of the preceding stage with the control device the next following stage is connected and thereby the output signal of each stage is reinforced by the next following level.

9. Magnetic amplifier system, characterized by an amplifier according to claim 4 as Input stage, through devices for transmitting signals to the control device said amplifier, by a second amplifier according to claim 7, wherein the output of the first amplifier is connected to the control device of the second amplifier, as well as through Means for displaying the amplified output signal of the second amplifier.

For this purpose 2 sheets of drawings