DE1161585B

DE1161585B - Circuit arrangement for enlarging the linear range of the output voltage-setting current characteristic of a transfluxor

Info

Publication number: DE1161585B
Application number: DED38601A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eberhard Haensler
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1962-04-06
Filing date: 1962-04-06
Publication date: 1964-01-23

Description

Schaltungsanordnung zur Vergrößerung des linearen Bereichs der Ausgangsspannung-Einstellstrom-Kennlinie eines Transfluxors Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vergrößerung des linearen Bereichs der Ausgangsspannung - Einstellstrom - Kennlinie U = f (i,) eines Transfluxors.Circuit arrangement for enlarging the linear range of the output voltage-setting current characteristic of a transfluxor The invention relates to a circuit arrangement for enlarging the linear range of the output voltage - setting current - characteristic U = f (i,) of a transfluxor.

Transfluxoren sind Magnetkerne aus einem Material mit rechteckförmiger Magnetisierungsschleife und mindestens zwei Löchern, deren Wirkungsweise an Hand der schematischen Darstellungen Bild 1 und 2 zunächst erläutert werden soll.Transfluxors are magnetic cores made of a material with a rectangular shape Magnetizing loop and at least two holes, their mode of action on hand of the schematic representations in Fig. 1 and 2 will first be explained.

Mit Hilfe der durch das Loch 2 des in B i 1 d 1 gezeigten Transfluxors 1 geführten Wicklung 4 können durch Änderung des Magnetisierungszustandes des Kernmaterials die Übertragungseigenschaften zwischen den durch Loch 3 geführten Wicklungen 5 und 6 geändert werden.With the help of the through hole 2 of the transfluxor shown in B i 1 d 1 1 guided winding 4 can be changed by changing the magnetization state of the core material the transmission properties between the windings 5 and 5 passed through hole 3 6 can be changed.

Wird der Transfluxorkern durch einen Stromimpuls (sogenannten Blockierimpuls) geeigneter Höhe und Breite zunächst völlig im (eingezeichneten) Gegenuhrzeigersinn magnetisiert, so ist auf Grund der Eigenschaften des Kernmaterials keine Energieübertragung von der Wicklung 5 nach der Wicklung 6 möglich.If the transfluxor core is triggered by a current pulse (so-called blocking pulse) suitable height and width initially completely counterclockwise (shown) magnetized, there is no energy transfer due to the properties of the core material from winding 5 to winding 6 possible.

Ein zumeist mit Einstellimpuls bezeichneter Stromimpuls entgegengesetzter Polarität durch die Wicklung 4 oder ein Stromimpuls durch eine zweite, durch Loch 2 geführte Wicklung 4 a kann die Magnetisierung des Kernes - beginnend vom inneren Rand des Loches 2 - in Uhrzeigerrichtung umklappen. Dieser Umklappvorgang beginnt jedoch erst, nachdem die durch diesen Einstellstromimpuls hervorgerufene Einstellerregung einen gewissen Schwellwert überschritten hat. Dieser Schwellwert hängt ab von der geometrischen Form des Transfluxors und den magnetischen Eigenschaften des Kernmaterials. Nach Überschreiten des Schwellwertes wächst die Breite der ummagnetisierten Zone linear mit der Einstellerregung an. Auf Grund der Rechteckkennlinien des Kernmaterials bleiben die eingestellten Magnetisierungsverhältnisse auch nach dem Verschwinden der Stronumpulse in den Wicklungen 4 bzw. 4 a erhalten. Die von der Wicklung 5 in Wicklung 6 induzierte Spannung ist proportional der Breite der im Uhrzeigersinn um Loch 2 magnetisierten Zone. Diese Spannung erreicht ein Maximum, wenn die Hälfte des Kernquerschnittes in dieser Richtung magnetisiert worden ist. Wird die Wicklung 5 von einem Wechselstrom geeigneter konstanter Amplitude und Frequenz erregt, so zeigt sich für das Übertragungsverhalten eines Transfluxors die in B i 1 d 2 angegebene Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Einstellerregung.A current pulse in the opposite direction, usually referred to as a setting pulse Polarity through winding 4 or a current pulse through a second, through hole 2 guided winding 4 a can magnetize the core - starting from the inner one Edge of hole 2 - fold over in a clockwise direction. This flipping process begins but only after the adjuster excitation caused by this adjustment current pulse has exceeded a certain threshold. This threshold depends on the geometric shape of the transfluxor and the magnetic properties of the core material. After the threshold value is exceeded, the width of the remagnetized zone increases linearly with the setting excitation. Due to the rectangular characteristics of the core material the set magnetization ratios remain even after they have disappeared received the current pulses in the windings 4 and 4 a. The from winding 5 in Winding 6 induced voltage is proportional to the width of the clockwise direction around hole 2 magnetized zone. This tension reaches a maximum when half of the core cross-section has been magnetized in this direction. Will the winding 5 excited by an alternating current of suitable constant amplitude and frequency, see above For the transmission behavior of a transfluxor, the one given in B i 1 d 2 is shown Dependency of the output voltage on the setting excitation.

Bei konstanter Windungszahl der Wicklung 4 (bzw. 4 a) ist die Einstellerregung O proportional dem Einstellstrom ie, so daß auch, wie B i 1 d 2 zeigt, U über i, aufgetragen werden kann.With a constant number of turns of the winding 4 (or 4 a), the setting excitation O is proportional to the setting current ie, so that, as B i 1 d 2 shows, U can be plotted against i.

Die relative Lage der Knickpunkte 8, 9 und 10 wird durch die Abmessungen des Transfluxorkemes, ihre absolute Lage durch die magnetischen Eigenschaften des Kernmaterials bestimmt. Ausgenutzt wird die Kennlinie nur bis zum Knickpunkt 9.The relative position of the break points 8, 9 and 10 is determined by the dimensions of the Transfluxorkemes, their absolute position due to the magnetic properties of the Nuclear material determined. The characteristic is only used up to the inflection point 9.

Soll ein Transfluxor zur Übertragung und Speicherung analoger Signale benutzt werden, so werden die Ausgangssignale gegenüber den Eingangssignalen auf Grund des Schwellwertes 33 der Kennlinie verzerrt. Ein Maß für den Grad der Verzerrung ist das Verhältnis der Strecken 1T und T2. Bei den bisher bekannten Transfluxoren erreicht das Verhältnis T2 : TI Werte, die wesentlich kleiner als 1 sind.Should a transfluxor be used to transmit and store analog signals are used, the output signals are compared to the input signals The reason for the threshold value 33 of the characteristic curve is distorted. A measure of the degree of distortion is the ratio of the distances 1T and T2. With the previously known transfluxors the ratio T2: TI achieves values that are significantly less than 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verhältnis der Strecken 12 und 11 zu verbessern, also den linearen Bereich der Kennlinie zu vergrößern und dadurch die Einsatzfähigkeit des Transfluxors zur Übertragung und Speicherung analoger Signale zu ermöglichen.The object of the invention is to improve the ratio of the paths 12 and 11, that is, to enlarge the linear range of the characteristic curve and thereby enable the transfluxor to be used for the transmission and storage of analog signals.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor die Einstellwicklung 4 des Transfluxors ein Netzwerk mit einer derartigen nichtlinearen übertragungskennlinie geschaltet ist, daß der sich am Knickpunkt der übertragungskennlinie einstellende Strom, multipliziert mit der Windungszahl der Einstellwicklung, eine Durchflutung aufbringt, welche zumindest ungefähr mit der durch die Materialeigenschaften und Abmessungen des Transfluxors vorgegebenen Schwellwerterregung übereinstimmt. Vorteilhaft wird das Netzwerk mit nichtlinearer übertragungskennlinie so ausgelegt, daß neben dem Einstellimpuls auch der Blockierimpuls umgekehrter Polarität übertragen werden kann.According to the invention, this object is achieved in that before the Setting winding 4 of the transfluxor forms a network with such a non-linear transmission characteristic is switched that the is at the inflection point of the transmission characteristic setting current, multiplied by the number of turns of the setting winding, a Flux applied, which at least approximately with that by the material properties and dimensions of the transfluxor match the predetermined threshold value excitation. Advantageous the network with non-linear transmission characteristic is designed so that in addition to the blocking pulse of opposite polarity can also be transmitted to the setting pulse can.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform besteht das Netzwerk mit nichtlinearer übertragungskennlinie aus der Serienschaltung einer Diode mit einem ohmschen Widerstand im Querzweig und einem ohmschen Widerstand im Längszweig.According to an expedient embodiment, the network consists of non-linear Transfer characteristic from the series connection of a diode with an ohmic resistor in the shunt branch and an ohmic resistor in the series branch.

Bild 3 zeigt eine mögliche Schaltungsanordnung zur Realisierung der Erfindung. In Bild 3 a ist ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung dargestellt. Bild 3 b zeigt die übertragungskennlinie des Netzwerks, während B i 1 d 4 die durch das Netzwerk verbesserte Kennlinie des Transfluxors verdeutlicht. B i 1 d 5 zeigt endlich eine bevorzugte Ausführungsform des Netzwerks.Figure 3 shows a possible circuit arrangement for realizing the Invention. A block diagram of the circuit arrangement is shown in Figure 3a. Figure 3 b shows the transmission characteristic of the network, while B i 1 d 4 shows the through the network shows the improved characteristic curve of the transfluxor. B i 1 d 5 shows finally a preferred embodiment of the network.

In B i 1 d 3 ist der Wicklung 4 bzw. 4 a ein Eingangsnetzwerk vorgeschaltet, dessen übertragungsfunktion in B i 1 d 3 b angegeben ist. Dabei ist es unerheblich, ob das Netzwerk 13 nur zur Übertragung des Einstellimpulses dienen soll - also der Wicklung 4a vorgeschaltet ist und der Blockierimpuls an der gesonderten Wicklung 4 angelegt wird - oder ob das Netzwerk 13 zusammen mit Wicklung 4 Einstell-und Blockierimpuls aufnehmen soll. Für den zweiten Fall ist nur zu fordern, daß das Netzwerk 13 auch negative !,-Werte überträgt (Teil 15 der 114,-Kennlinie in Bild 3b). In B i 1 d 3, the winding 4 or 4 a is preceded by an input network, the transfer function of which is specified in B i 1 d 3 b. It is irrelevant whether the network 13 is only intended to transmit the setting pulse - that is, it is connected upstream of the winding 4a and the blocking pulse is applied to the separate winding 4 - or whether the network 13 is intended to receive the setting and blocking pulse together with the winding 4. In the second case, the only requirement is that the network 13 also transmits negative!, Values (part 15 of the 114, characteristic curve in Fig. 3b).

Das Netzwerk 13 ist optimal so auszulegen, daß der sich am Knickpunkt 14 einstellende Strom i., 13 multipliziert mit der Windungszahl der Einstellwicklung 4 bzw. 4 a, gerade die in B i 1 d 2 mit TT gekennzeichnete Einstellerregung aufbringt. Der nun oberhalb des Knickpunktes 14 weniger steil ansteigende Strom i.., bedingt eine Dehnung des in B i 1 d 2 mit 3'2 bezeichneten Anteiles der O-U-Kennlinie, so daß sich für den Transfluxor zusammen mit dem Einstellnetzwerk 13 die in B i 1 d 4 angegebene i -U-Kennlinie ergibt. Dadurch wird das Verhältnis 32 : Il größer und die i1 U-Kennlinie einer idealen Kennlinie (16 bzw. 16') angenähert.The network 13 is optimally designed so that the current i., 13 multiplied by the number of turns of the setting winding 4 or 4 a, just applies the setting excitation marked in B i 1 d 2 with TT. The current i 1 d 4 results in the specified i -U characteristic. As a result, the ratio 32: II is greater and the i1 U characteristic curve approximates an ideal characteristic curve (16 or 16 ').

Praktisch durchgeführte Messungen mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergaben eine Verbreiterung des linearen Teils um mindestens den Faktor 20.Measurements carried out in practice with the circuit arrangement according to the invention resulted in a widening of the linear part by at least a factor of 20.

B i 1 d 5 zeigt eine Möglichkeit zur Realisierung des Netzwerkes 13. Zls und Z19 bezeichnen beliebige Widerstände, wobei Z19 auch den Widerstand der Erregerwicklung 4 (bzw. 4 a) einschließen soll. Für den Widerstand Z,7 werden folgende Forderungen gestellt: Für den Spannungsbereich 0 Z- U1 < '2-.l - Z19 : Z17 .-+ 0o, Spannungsbereich U1 > !2,l - Z19: Z17 `+ 0? Spannungsbereich U1 < 0 : 0 G Z17 < oo.B i 1 d 5 shows one possibility for realizing the network 13. Zls and Z19 denote any resistances, with Z19 also intended to include the resistance of the excitation winding 4 (or 4 a). The following requirements are made for the resistor Z, 7: For the voltage range 0 Z- U1 < '2-.l - Z19: Z17 .- + 0o, voltage range U1>! 2, l - Z19: Z17 `+ 0? Voltage range U1 <0: 0 G Z17 <oo.

Die einfachste Realisierung der oben dargelegten Forderungen für das Bauelement Z17 ermöglicht eine Siiiziumdiode, für die der Wert U1 etwa +0,7 V beträgt.The simplest implementation of the requirements set out above for the Component Z17 enables a silicon diode for which the value U1 is approximately +0.7 V.

Der Verlauf der i.-i.,-Kennlinie in den Bereichen 15 und 20 kann durch geeignete Auswahl der Widerstände Z,. und Z19 unter Beachtung des Verhaltens von Widerstand Z17 in weiten Grenzen verändert werden.The course of the i.-i., - characteristic in the areas 15 and 20 can through suitable selection of the resistors Z ,. and Z19 taking into account the behavior of Resistance Z17 can be changed within wide limits.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for enlarging the linear range of the output voltage-setting current characteristic U = f (i ") of a transfluxor, characterized in that a network (13) with a network (13) in front of the setting winding (4a or 4) of the transfluxor (1) such a non-linear transmission characteristic is connected that the current (i .. ) established at the inflection point (14) of the transmission characteristic, multiplied by the number of turns of the setting winding (4a), applies a flux which is at least approximately equal to that determined by the material properties and dimensions of the Transfluxors (1) matches the specified threshold value excitation.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the network with a non-linear transfer characteristic is designed so that in addition to the setting pulse the blocking pulse of reverse polarity can also be transmitted.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the network with non-linear transfer characteristic from the series connection of a diode (17) with an ohmic one Resistance (, ß) in the transverse branch and an ohmic resistance (19) in the longitudinal branch.