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Fernmeßimpulsgeber mit zwei im Gegentakt geschalteten Transistoren,
die über einen Übertrager mit Sättigungskern rückgekoppelt sind Die Erfindung betrifft
einen Fernmeßimpulsgeber mit zwei im Gegentakt geschalteten Transistoren, die über
einen Übertrager mit Sättigungskern rückgekoppelt sind und deren die Impulsfrequenz
bestimmende Speisespannung aus einer konstanten Spannungsquelle und einer veränderlichen
Meßspannungsquelle, die untereinander in Serie geschaltet sind, entnommen wird.
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Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt und liefert beispielsweise
ein Impulssignal mit einer je nach der Größe der angelegten Meßspannung zwischen
fünf und zwanzig Impulsen liegenden Impulsfrequenz. Die Meßspannung kann dabei zu
der konstanten Spannung entweder gleichsinnig oder gegensinnig gerichtet sein. Die
bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß beispielsweise bei der konstanten
Spannung entgegengerichteter Meßspannung die Impulsfrequenz unter einen unteren
Grenzwert, z. B. unter den Wert fünf Impulse je Sekunde sinkt. Dabei fällt der Schaltstrom
der Transistoren, so daß der Sättigungskern des Übertragers nicht mehr bis in den
Sättigungsbereich magnetisiert wird. Dies bewirkt, daß sich eine willkürliche relativ
hohe Impulsfrequenz einstellt, die auf der Empfängerseite eine falsche Anzeige auslöst.
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Zur Beseitigung dieses Nachteils wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß die konstante Spannung an einem, Widerstand abnehmbar ist, der mit einem weiteren
Widerstand einen Spannungsteiler bildet, welcher einer vorgespannten Zenerdiode
parallel geschaltet ist, die in an sich bekannter Weise eine konstante Spannung
erzeugt, und daß die in an sich bekannter Weise als Begrenzer wirkende Emitter-Kollektor-Strecke
eines Transistors parallel zur Serienschaltung des Belastungswiderstandes der Meßspannungsquelle
der am Spannungsteilerwiderstand liegenden konstanten Vorspannung und einem zwischen
beiden liegenden Vorwiderstand geschaltet ist, dessen Basiselektrode auf konstantem
Potential liegt, das durch einen zur Zenerdiode parallelliegenden Spannungsteiler
festgelegt ist, so daß dieser normalerweise gesperrte Transistor leitend wird und
die den Transistoren zugeführte aus der Meßspannung und dem Spannungsabfall am Widerstand
zusammengesetzte Spannung begrenzt, sobald diese einen Wert annimmt, der ein Absinken
der Impulsfrequenz unter einen unteren Grenzwert bewirkt.
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Schaltungen mit Zenerdioden und Transistoren zur Erzeugung von konstanten
Spannungen sind an sich bekannt. Es sind auch Schaltungen mit Zenerdioden zur Anfangsbereichunterdrückung
bei einem Meßinstrument bekannt. Beim Erfindungsgegenstand soll demgegenüber eine
veränderliche Gleichspannung in eine Impulsfolge veränderlicher Frequenz umgesetzt
werden. Dabei soll vermieden werden, daß, bei Veränderungen der Gleichspannung über
eine bestimmte Grenze hinaus, die Impulsfolge eine Frequenz annimmt, die nicht mehr
proportional der veränderlichen Eingangsgleichspannung ist. Die Aufgabenstellung
ist also beim bekannten und beim Erfindungsgegenstand grundsätzlich verschieden.
Ebenso ist der Erfindungsgegenstand nach Aufgabenstellung und Lösung verschieden
von einer bekanntgewordenen Begrenzerschaltung, mittels der unter Verwendung einer
Zenerdiode aus einer Wechselspannung eine Spannung mit trapezförmigem Verlauf entsteht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der
Zeichnung erläutert, welche ein Schaltbild eines Fernmeßimpulsgebers zeigt.
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Die im Gegentakt geschalteten Transistoren T1 und T., bilden zusammen
mit dem Übertrager Ü, der einen Sättigungskern besitzt, eine rückgekoppelte Gegentaktschaltung,
deren Frequenz von der zwischen den Punkten A und C zugeführten Betriebsspannung
abhängig ist. Die Klemmen K5 und K, bilden einen Einfachstromausgang für das über
den Transistor T" geleitete Impulssignal. Es ist auch möglich, einen Doppelstromausgang
vorzusehen. Die mit den Transistoren T1 und T., und dem übertrager Ü mit Sättigungskern
aufgebaute Impulsgeneratorschaltung wird nun im Gegensatz zu den in ähnlicher Weise
aufgebauten Wechselrichterschaltungen an den Punkten A und C nicht mit einer konstanten
Gleichspannung gespeist, sondern an den Punkten A und C liegt eine aus der Meßspannung
U, die an den Klemmen K; und K4 zugeführt wird, und der konstanten Vortriebsspannung
U", welche durch die
Zenerdiode Z hergestellt wird, zusammengesetzte
Spannung. Die Zenerdiode Z liegt über den Widerstand R1 an einer an den Klemmen
K1 und K2 angeschlossenen Gleichspannungsquelle. Die Meßspannung U," fällt an dem
Widerstand R2 ab.
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Wird an die Schaltungsanordnung die Meßspannung U", und die Vortriebsspannung
U,, angelegt, so wird einer der beiden Transistoren TI oder T2 infolge der Ungleichheit
der Kennlinien zuerst leitend. Es fließt also beispielsweise ein Strom durch die
Wicklung W1 des Übertragers Ü über den Transistor Ti. In den Wicklungen W3, W4,
WS werden infolgedessen Spannungen induziert. Die in der Wicklung W3 induzierte
Spannung ist derart gepolt, daß der Transistor Ti voll geöffnet, während durch die
in der Wicklung W4 induzierte Spannung der Transistor T2 gesperrt wird. Hat der
Übertrager ü seine Sättigungsinduktion erreicht, so verschwinden die Steuerspannungen
für die Transistoren T1 und T2. Die Induktion im Kern des Übertragers fällt auf
ihren Remanenzpunkt zurück. Die dadurch bedingte Flußminderung bewirkt jetzt in
den genannten drei Wicklungen eine Spannung mit umgekehrter Polarität. Infolgedessen
wird dementsprechend der Transistor T1 gesperrt und der Transistor T2 geöffnet usw.
An der Wicklung Wb entstehen dementsprechend rechteckförmige Spannungsimpulse mit
einer Frequenz, die proportional der Spannung zwischen den Punkten A und C ist.
Ist die Meßspannung Um beispielsweise der konstanten Spannung U" entgegengeschaltet,
so kann die Impulsfrequenz unter einen unteren Grenzwert, z. B. fünf Impulse je
Sekunde, sinken. Der Schaltstrom in den Transistoren T1 und T2 reicht dann bei noch
niedrigeren Frequenzen nicht mehr aus, den Kern des Übertragers ü in die Sättigung
zu magnetisieren. Dadurch stellt sich eine willkürliche verhältnismäßig hohe Impulsfrequenz
ein, die zu einer Anzeigefälschung auf der Empfängerseite führt.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils liegt zwischen den Punkten
A und B der Schaltung die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
T4, dessen Basiselektrode an den durch die Widerstände R3 und R4 gebildeten Spannungsteiler
angeschlosen ist, die der Zenerdiode Z parallel geschaltet sind. Der aus den Widerständen
R, und R4 bestehende Spannungsteiler ist nun derart bemessen, daß an der Basiselektrode
des Transistors T4 eine konstante Spannung in solcher Höhe liegt, daß der Transistor
T4 gesperrt ist, solange das Potential im Punkt A eine Größe besitzt, der eine untere
Grenzfrequenz entspricht, die oberhalb der Frequenz liegt, bei der das sichere Arbeiten
der Schaltung aufhört. Zweckmäßig wählt man den Wert für die untere Grenzfrequenz
mit 5 Hz, wenn beispielsweise die Schaltung bis zur Frequenz 3,7 Hz noch sicher
arbeitet. Verändert sich beispielsweise die Meßspannung U," in der Weise, daß die
Frequenz der Schaltungsanordnung unter den genannten Grenzwert, z. B. 5 Hz, absinkt,
so wird der Transistor T4 geöffnet. Der dann fließende Kollektor-Emitter-Strom im
Transistor T4 hält das Potential des Punktes A auf einem Wert fest, dem eine minimale
Impulsfrequenz entspricht. Erst mit Zunahme der Meßspannung in umgekehrter Richtung
steigt die Impulsfrequenz wieder proportional an.
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Zwischen der Zenerdiode Z und den Schaltungspunkt A kann noch ein
Widerstandsnetzwerk eingeschaltet werden, das zum Zwecke der Temperaturkompensation
eine weitere Zenerdiode und einen temperaturabhängigen Widerstand enthält.