DE1193401B

DE1193401B - Telemetry pulse generator with two transistors switched in push-pull, which are fed back via a transmitter with a Saettigungskern

Info

Publication number: DE1193401B
Application number: DES88372A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried John
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-11-20
Filing date: 1963-11-20
Publication date: 1965-05-20

Description

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.Telemetry pulse generator with two push-pull transistors, which are fed back via a transformer with a saturation core. The invention relates to a Fernmeßimpulsgeber with two transistors switched in push-pull, which over a transformer with a saturation core are fed back and the pulse frequency determining supply voltage from a constant voltage source and a variable one Measurement voltage source, which are connected in series with one another, is taken.

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.Such a circuit arrangement is known and provides, for example a pulse signal with a depending on the size of the applied measuring voltage between five and twenty pulses lying pulse frequency. The measuring voltage can be too the constant voltage must be directed either in the same direction or in the opposite direction. the known circuit arrangement has the disadvantage that, for example, when the constant Voltage of opposite measuring voltage the pulse frequency below a lower Limit value, e.g. B. drops below the value of five pulses per second. The switching current falls in the process of the transistors, so that the saturation core of the transformer is no longer in the Saturation area is magnetized. This causes it to be an arbitrary relative sets a high pulse frequency, which triggers a false display on the receiver side.

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.To eliminate this disadvantage, it is proposed according to the invention, that the constant voltage can be tapped at one resistor, and that at another Resistance forms a voltage divider, which is a biased zener diode is connected in parallel, which in a known manner, a constant voltage generated, and that the emitter-collector path acting in a manner known per se as a limiter a transistor parallel to the series connection of the load resistor of the measuring voltage source the constant bias voltage across the voltage divider resistor and one between two lying series resistor is connected, its base electrode at constant Potential is generated by a voltage divider that is parallel to the Zener diode is set so that this normally blocked transistor is conductive and the voltage fed to the transistors from the measurement voltage and the voltage drop across the resistor composite voltage is limited as soon as it assumes a value that causes a decrease causes the pulse frequency to fall below a lower limit.

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.Circuits with zener diodes and transistors for generating constant Stresses are known per se. There are also circuits with Zener diodes for initial range suppression known in a measuring instrument. In contrast, in the subject matter of the invention, a variable DC voltage converted into a pulse train of variable frequency will. It should be avoided that when the DC voltage changes over beyond a certain limit, the pulse train assumes a frequency that is no longer is proportional to the variable DC input voltage. The task is therefore fundamentally different in the case of the known and the subject matter of the invention. The subject matter of the invention also differs according to the task and solution of a known limiter circuit, by means of which using a Zener diode a voltage with a trapezoidal curve is created from an alternating voltage.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, welche ein Schaltbild eines Fernmeßimpulsgebers zeigt.An embodiment of the invention is shown below with reference to the Drawing explained, which shows a circuit diagram of a telemetry pulse generator.

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.The push-pull transistors T1 and T. form together with the transformer Ü, which has a saturation core, a feedback push-pull circuit, their frequency depends on the operating voltage supplied between points A and C. is dependent. Terminals K5 and K, form a single current output for the via pulse signal conducted to transistor T ". It is also possible to have a double-current output to be provided. The one with the transistors T1 and T., and the transformer Ü with saturation core constructed pulse generator circuit is now in contrast to the in a similar way built-up inverter circuits at points A and C do not have a constant Direct voltage fed, but at points A and C is one of the measurement voltage U connected to terminals K; and K4 is supplied, and the constant propulsion voltage U ", which by the Zener diode Z is made composite Tension. The Zener diode Z is connected to one of the terminals via the resistor R1 K1 and K2 connected DC voltage source. The measuring voltage U, "falls on the Resistor R2 from.

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.The measurement voltage U "and the propulsion voltage U ,, is applied, one of the two transistors TI or T2 is due to the inequality of the characteristics first conductive. For example, a current flows through the Winding W1 of the transformer Ü via the transistor Ti. In the windings W3, W4, As a result, stresses are induced in WS. The induced in winding W3 Voltage is polarized such that the transistor Ti is fully open while through the voltage induced in the winding W4, the transistor T2 is blocked. Does the Transformer ü reaches its saturation induction, the control voltages disappear for the transistors T1 and T2. The induction in the core of the transformer is noticeable their remanence point back. The resulting reduction in flow now causes in the said three windings have a voltage with reverse polarity. Consequently Accordingly, the transistor T1 is blocked and the transistor T2 is opened, etc. Correspondingly, square-wave voltage pulses are also generated at the winding Wb a frequency proportional to the voltage between points A and C. If, for example, the measuring voltage Um is connected in the opposite direction to the constant voltage U ", so the pulse frequency can fall below a lower limit, e.g. B. five pulses each Second, sink. The switching current in the transistors T1 and T2 is then sufficient lower frequencies no longer work, the core of the transformer ü into saturation to magnetize. This results in an arbitrary, relatively high pulse frequency which leads to a display falsification on the recipient's side.

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.To avoid this disadvantage, the emitter-collector path of the transistor T4, whose base electrode is connected to the voltage divider formed by the resistors R3 and R4 and connected in parallel with the Zener diode Z, is located between points A and B of the circuit. The voltage divider consisting of the resistors R and R4 is now dimensioned such that a constant voltage is applied to the base electrode of the transistor T4 at such a level that the transistor T4 is blocked as long as the potential at point A has a value that is a lower one The cut-off frequency corresponds to that which is above the frequency at which the safe operation of the circuit ceases. It is advisable to choose the value for the lower limit frequency of 5 Hz if, for example, the circuit still works reliably up to a frequency of 3.7 Hz. If, for example, the measurement voltage U "changes in such a way that the frequency of the circuit arrangement falls below the limit value mentioned, e.g. 5 Hz, the transistor T4 is opened. The collector-emitter current then flowing in the transistor T4 is maintained the potential of point A is fixed at a value that corresponds to a minimum pulse frequency, and only when the measurement voltage increases in the opposite direction does the pulse frequency increase proportionally again.

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.Between the Zener diode Z and the circuit point A can still be a Resistance network are switched on for the purpose of temperature compensation contains another Zener diode and a temperature-dependent resistor.

Claims

Claim: Fernmeßimpulsgeber with two in push-pull switched Transistors that are fed back via a transformer with a saturation core and whose supply voltage, which determines the pulse frequency, comes from a constant voltage source and the variable measuring voltage source, which are connected in series with one another, can be removed, characterized in that the constant voltage across a resistor (R "1) is removable, which is a voltage divider with another resistor (R, 2) forms, which is connected in parallel to a biased Zener diode (Z), the in a manner known per se generates a constant voltage, and that the in per se known way as a limiter acting emitter-collector path of a transistor (T4) parallel to the series connection of the load resistor (R2) of the measuring voltage source the constant bias voltage across the voltage divider resistor (R, 1) and a is connected between the two lying series resistor (Rv), its base electrode is at constant potential, which is caused by a parallel to the Zener diode (Z) Voltage divider (R; 1, R4) is set so that this is normally blocked Transistor (T4) becomes conductive and the transistors (T1, T_) supplied from the Measurement voltage (Um) and the voltage drop across the resistor (Ry) combined voltage limited as soon as this assumes a value that causes the pulse frequency to drop below causes a lower limit value. Publications considered: »radio and fernsehen ”, H. 3, 1961, pp. 83 to 85; H. 2, 1963, pp. 48 to 51.