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Transistorsperrschwinger mit Störimpulskompensation Die Erfindung
betrifft einen Transistorsperrschwinger mit Kompensationsschaltung für lastseitig
eingespeiste Störimpulse.
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Treiberstufen oder Impulsformer in Sperrschwingerschaltungen werden
besonders in der Rechenmaschinentechnik häufig zur Ansteuerung von magnetischen
Schaltkreisen, insbesondere Magnetkernspeichern, verwendet. Sie haben dabei die
Aufgabe, ihnen zugeführte undefinierte, elektrische Signale in Stromimpulse mit
definierter Amplitude und Breite umzuwandeln. Neben anderen Erfordernissen müssen
sie eine hohe Empfindlichkeit aufweisen, damit sie auch auf schwache Eingangssignale
ansprechen. Besonders die Forderung einer hohen Empfindlichkeit bringt aber den
Nachteil der bekannten Sperrschwingerschaltungen mit sich, daß sie auch gegen Geräuschspannungen
empfindlich sind. Insbesondere ist ihre Empfindlichkeit gegen Störimpulse nachteilig,
die über die Lastseite, bei einem Transistorsperrschwinger also von der Kollektorseite
her, den Sperrschwinger ansprechen lassen. Derartige Störimpulse können in der Kollektorleitung
durch Schwankungen der Speisespannung, z. B. bei impulsförnüger Belastung, durch
Einkopplung von Störspannungen in die Verdrahtung sowie durch schaltende Magnetkerne
auftreten. Es ist bekannt, zur Vermeidung dieser Nachteile dem Sperrschwinger eine
Vorspannung in der Höhe zu geben, daß die größtmöglichen Störimpulse nicht in der
Lage sind, den Sperrschwinger ansprechen zu lassen. Dadurch wird aber gleichzeitig
die Ansprechempfindlichkeit für die Signalimpulse herabgesetzt, was wiederum unerwünscht
ist.
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Außerdem ist es bekannt, derartige Sperrschwinger mit einer Zeitselektion
zu betreiben, d. h. durch geeignete Maßnahmen ,den'Sperrschwinger nur In dem Zeitabschnitt
ansprechbereit zu halten, in dem ein Nutzsignal zu erwarten ist bzw. keine Schaltspannungen
in der Kollektorleitung auftreten. Durch diese Maßnahmen können allerdings die Störimpulse
nicht ausgeblendet werden, die innerhalb des Zeitabschnitts der Signalerwartung
auftreten. Trotz verhältnismäßig großem Aufwand wird also keine unbedingte Sicherheit
gegen diese Störimpulse erreicht.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, diese Mängel sicher
zu beseitigen, und zwar auf eine besonders einfache Weise. Gemäß der Erfindung wird
vorgeschlagen, Transistorsperrschwinger mit einer Kompensationsschaltung für lastseitig
eingespeiste Störimpulse derart zu versehen, daß parallel zur Reihenschaltung der
Wicklung des Rückkopplungsübertragers und der Kollektorstrecke des Transistors die
Reihenschaltung einer weiteren, gegensinnig gewickelten Wicklung des Rückkopplungsübertragers
und eines Kondensators angeordnet ist, der etwa die Größe der Kollektorkapazität
besitzt. Insbesondere ist die Anordnung so getroffen, daß die beiden Wicklungen
die gleiche Windungszahl aufweisen und parallel gewickelt sind. Weiterhin erweist
es sich als vorteilhaft, für den genannten Kondensator die spannungsabhängige Sperrschichtkapazität
einer Diode zu verwenden.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele beschrieben. Entsprechende Schaltelemente sind mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Es zeigt Fig. 1 eine Sperrschwingerschaltung (Transistor
in Emitterschaltung), bei der zur erfindungsgemäßen Störimpulskompensation eine
zusätzliche Wicklung auf dem Kern des Rückkopplungsübertragers angebracht ist, und
Fig. 2 eine Sperrschwingerschaltüng (Transistor in Basisschaltung), bei der zur
Störimpulskompensation eine bereits vorhandene Wicklung des Rückkopplungsübertragers
mitbenutzt wird.
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Der Sperrschwinger gemäß Fig.1 besteht im wesentlichen aus einem Transistor
T und einem Rückkopplungsübertrager mit den Wicklungen W l, W 2 und
W 3. Zur Erzeugung eines definierten Stromimpulses in der im Kollektorkreis
des Transistors T liegenden Last L, die z. B. aus umzumagnetisierenden Schaltkernen
besteht, wird der Basis des Transistors über die Diode D 1, den Widerstand R 1 und
die Wicklungen W 1 und W 2 ein Impuls zugeführt. Der Transistor wird leitend, und
über die Wicklung W 3 setzt der Rückkopplungsvorgang ein. Nach Beendigung des Rückkopplungsvorganges
geht der Transistor
wieder in den sperrenden Zustand über, d. h.,
der Ausgangsstromimpuls klingt ab. Dies ist der normale, gewünschte Ablauf der Funktion
des Sperrschwingers. Tritt nun in der Kollektorleitung eine impulsförmige Spannungsschwankung
auf, die, wie bereits erwähnt, durch eine Schwankung der Speisespannung -U, durch
eine Einkopplung von Störimpulsen in die Kollektorleitung oder durch ein Umschalten
der Magnetkerne der Last hervorgerufen werden kann, so kann der Sperrschwinger zur
Abgabe eines Ausgangsimpulses angeregt werden. Diese Empfindlichkeit gegen lastseitige
Spannungsstöße rührt von der Kollektorkapazität CC und der Wicklungskapazität Cs
l der Wicklung W 3 her, da durch diese Kapazitäten bei Spannungsänderungen im Kollektorkreis
über die Wicklung W 3 oder Teile dieser Wicklung ein Strom fließen kann. Dieser
Strom induziert in der Wicklung W 2 eine Steuerspannung auf die Basis des
Transistors T, die bei passender Phasenlage den Sperrschwinger zur Abgabe eines
Ausgangsimpulses anstößt. Eine zusätzlich auf dem Kern angebrachte Wicklung W 4
ist mit einem Ende im Punkt A angeschlossen. Das andere Ende führt über den Kompensationskondensator
Ck zum Emitter des Transistors T. Von Punkt A aus gesehen sind die
beiden Wicklungen W 3 und W 4 mit entgegengesetztem Wickelsinn angeschlossen.
Da die Kompensationswicklung W 4 vorzugsweise die gleiche Windungszahl wie
die Wicklung W 3 aufweist und mit ihr parallel gewickelt ist, wird erreicht,
daß die Streukapazitäten Cs 1 und Cs 2 der beiden Wicklungen gleich groß sind. Die
Größe des Kompensationskondensators Ck wird entsprechend der gegebenen Kollektorkapazität
Cc des Transistors gewählt. Störimpulse, die nun von der Lastseite her auf den Sperrschwinger
auftreffen, teilen sich im Punkt A infolge der symmetrischen Anordnung der sich
ihnen bietenden Strompfade, nämlich Wicklung W 3 und Kollektorkapazität Cc bzw.
Wicklung W 4 und Kompensationskondensator Ck, genau hälftig auf. Durch den
entgegengesetzten Wicklungssinn der beiden Wicklungen heben sich die beiden Teilströme
in ihrer den fern des Rückkopplungsübertragers magnetisierenden Wirkung auf.
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a die Größe der Kollektorkapazität Cc bekanntlichn der Größe der Kollektorspannung
abhängt, ist es vorteilhaft; für den Kompensationskondensator CX:' eine entsprechend
spannungsabhängige Kapazität wählen, z. B. eine Diode in Sperrichtung. In vielen
Fällen ist jedoch ein spannungsunabhängiger Kondensator vollkommen ausreichend,
dessen Größe so gewählt wird, daß er der Kollektorkapazität entspricht, die bei
gegebener Kollektorspannung im _störungsfreien Zustand vorhanden ist.
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Sind die Streukapazitäten Cs 1 und Cs 2 klein gegenüber der
Kollektorkapazität Cc, so müssen die beiden Streukapazitäten für eine hinreichende
Kompensation nicht unbedingt gleich sein. Man ist dadurch in der Wahl der Windungszahl
und der Wicklungsanordnung der Kompensationswicklung etwas ungebundener, bzw. man
kann eine bereits vorhandene Wicklung zur Kompensation mit heranziehen. Mit der
Wahl einer anderen Windungszahl muß natürlich auch die Kapazität des Kompensationskondensators
Ck entsprechend gewählt werden.
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In Fig. 2 ist die Mitbenutzung einer bereits vorhandenen Wicklung
W 4 gezeigt. Es handelt sich hier um eine bekannte Sperrschwingerschaltung; dessen
Transistor in Basisschaltung angeordnet ist. Der zusätzlich eingefügte und entsprechend
dimensionierte Kompensationskondensator Ck bewirkt wieder nur eine Aufteilung der
am Punkt A ankommenden Störimpulse. Ein Teil des durch die Störimpulse erzeugten
Stromes fließt über die Wicklung W 3 und die Kollektorkapazität Cc. Der andere Teil
fließt über den Kompensationskondensator Ck und die Wicklung W 4. Die Diode D 2
ist für diesen Strom in Sperrichtung gepolt. Die beiden Wicklungen werden demnach
in entgegengesetztem Sinn durchflossen, und die beiden Teilströme heben sich gegenseitig
auf, sofern die Windungszahlen bzw. die Kapazität Ck richtig gewählt sind.