DE1114534B - Impulsverzoegerungsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Signalverzögerungsschaltungen, insbesondere solche zur Erzeugung einer Verzögerung von leicht veränderbarer Dauer.

Ganz allgemein hat die Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zur Verzögerung von Signalen durch Speichern eines bestimmten magnetischen Flusses in einem Kern aus magnetischem Material zum Gegenstand, wobei der Fluß eine Funktion der gewünschten Verzögerungszeit ist. Die zu verzögernden Signale kehren die Flußrichtung nur des in dem Kern gespeicherten magnetischen Flusses um, und die Signale werden um eine von der für die Umkehrung des gespeicherten magnetischen Flusses benötigten Zeit abhängige Periode verzögert.

In der bevorzugten Anordnung nach der Erfindung wird die Verzögerungszeit der Signale elektronisch gesteuert. Bestimmte Arten von aus magnetischem Material hergestellten Kernen eignen sich dafür besonders gut.

Die Kerne der bevorzugten Art sind aus einem magnetischen Material mit hoher Remanenz und einer annähernd rechteckigen Hysteresiskurve hergestellt. Die bevorzugten Kerne weisen mehrere Öffnungen auf, wobei die Speicherung und Einstellung eines bestimmten magnetischen Flusses in um eine Öffnung herum verlaufenden Bahnen ohne weiteres elektronisch durchgeführt werden kann. Durch Einbau dieser Kerne in die Verzögerungsschaltungen kann die Verzögerungszeit in dem Bereich der Speicherfähigkeit des einzelnen Kernes für den magnetischen Fluß verändert werden.

Des weiteren wurde eine bevorzugte Schaltungsanordnung so ausgeführt, daß die Verzögerungszeit dem Volt-Mikrosekunden-Integral eines Einstellsignals direkt proportional ist.

Ein weiterer Vorteil der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Verzögerungsschaltung eingebauten Kerne mit mehreren Öffnungen besteht darin, daß ein einziges Eirastellsignal die Speicherung und Verwendung eines bestimmten magnetischen Flusses unbegrenzt bewirkt und daß die Größe des genannten gespeicherten magnetischen Flusses durch Steuerung der Dauer des Einstellsignals genau geregelt werden kann.

Die Erfindung geht aus von einer Verzögerungsschaltung, deren Verzögerungswirkung auf dem Hysteresisverlust eines sättigbaren Magnetkernes beim Überwechseln von einem Flußzustand in einen anderen beruht.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere mit dem Kern gekoppelte Wicklungen erregt werden und mindestens einen Teil des Kernes in einen Impulsverzögerungsschaltung

Anmelder:

The National Cash Register Company,
Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,
Düsseldorf, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Juli 1959 (Nr. 828 910)

bestimmten ersten Flußzustand bringen und daß eine Signalverzögerungswicklung einen Eingangsimpuls erhält, durch dessen Anstiegsflanke der Kern in einen bestimmten zweiten Flußzustand gebracht Wird, so daß abhängig von den bestimmten gewählten Flußzuständen die Abfallflanke des in der genannten weiteren Wicklung entstehenden Ausgangstmpulses um eine bestimmte Zeitspanne in bezug auf die Anstiegsflanke des Eingangsimpulses verzögert wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltdiagramm des ersten und bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 Spannungskurven bestimmter, in der Schaltung nach Fig. 1 auftretender Signale,

Fig. 3 ein Schaltdiagramm eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Schaltung, das die Durchführung einer Verzögerung veranschaulicht.

Fig. 4 a und 4 b Hysteresiskurven, wie sie sich aus der Abfragung der großen bzw. kleinen Öffnung eines in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gezeigten Kernes mit mehreren Öffnungen ergeben,

Fig. 5 ein Schaltdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels nach der Erfindung,

Fig. 6 Spannungskurven von Signalen, die in der Schaltung nach Fig. 5 auftreten,

Fig. 7 eine Hysteresisschleife eines in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verwendeten Magnetkernes.

Die bevorzugte Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Signalen nach Fig. 1 enthält einen einen

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Transfluxor bildenden Kern 12, der mehrere Öffnungen zur Speicherung bestimmter magnetischer Flüsse zur Erzeugung entsprechender Signalverzögerungen aufweist. Bei den Schaltungen zur Speicherung des magnetischen Flusses handelt es sich um eine Löschschaltung 14, durch die eine Magnetisierungskraft an den Kern angelegt wird, um diesen in emier Flußrichtung zu sättigen, sowie um eine Einstellsignalschaltung 16, durch die Einstellsignale an den Kern gelegt werden, um die Richtung dieses magnetischen Flusses teilweise umzukehren und dadurch den gewünschten magnetischen Fluß in dem Kern zu speichern.

Das zu verzögernde Signal wird dem Eingang einer Verzögerungsschaltung 18 zugeführt, die mit dem Kern induktiv gekoppelt ist. Die Signale im Ausgang dieser Schaltung werden um eine durch die Einstellsignale bestimmte Periode verzögert. Eine Rückstellschaltung 20 schaltet den Kern 12 zurück und liefert ein Signal am Ausgang der Signalverzögerungsschaltung 18, um eine Verzögerung der Abfallflanken der gerade verzögerten Signale zu erreichen.

Der in der Schaltung nach der Erfindung verwendete Kern 12 speichert den magnetischen Fluß, der eine Funktion der gewünschten Signalverzögerungszeit ist.

Der Kern 12 stellt ein zuverlässiges Mittel zur Speicherung von magnetischen Flüssen in einem Kern innerhalb der Speicherfähigkeit für den magnetischen Fluß von Kernen dar. Der in einem Kern gespeicherte magnetische Fluß kann von Null bis zu einem Betrag variieren, bei dem der um eine kleine Öffnung 30 laufende Flußweg 24, wie er in punktierten Linien in den Fig. 1 und 3 angezeigt ist, gesättigt ist. Die maximale Speicherfähigkeit des Kernes 12 wird durch den maximalen, um die kleine Öffnung 30 verlaufenden remanenten magnetischen Fluß bestimmt. Die maximale Verzögerungszeit ist andererseits auf die Zeit begrenzt, die für die Umkehrung des Flusses auf dem Flußweg 24 um die kleine Öffnung 30 erforderlich ist, wobei, um den Verlust von Signalteilen zu vermeiden, die Dauer nicht die zwischen den Signalpegeländerungen liegende Zeit überschreitet.

Im nachstehenden wird eine genauere Erklärung gegeben, wie ein mit mehreren Öffnungen versehener Kern, wie beispielsweise der mindestens zwei Öffnungen, nämlich eine kleine Öffnung 30 und eine große Öffnung 32 aufweisende Kern 12, zur Speicherung eines magnetischen Flusses verwendet werden kann, der von durch die kleine Öffnung geführten Abfragewicklungen abgefragt werden kann.

Der erste Schritt bei der Speicherung eines magnetischen Flusses besteht im Anlegen einer Magnetisierung an den Kern, um diesen in einer ersten Flußrichtung zu sättigen.

In der in Fig. 1 gezeigten, bevorzugten Anordnung kann der Kern 12 durch einen Strom auf einer durch die große Öffnung 32 geführten und auf einem äußeren Kernteil 36 aufgebrachten Wicklung, wie durch die Pfeile angezeigt, anfangs gesättigt werden. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche des Kernteiles 36 gleich der Summe der Querschnittsflächen der Kernteile 38 und 40, die ebenfalls gleich groß sind. Die genannten Parameter haben einen besseren Wirkungsgrad zur Folge, und die maximale Speicherung von magnetischem Fluß um die kleine Öffnung wird durch die Kernabmessungen bestimmt.

Eine Umkehrung des anfänglichen magnetischen Flusses um die große Öffnung 32, die durch eine an den Kern angelegte Entmagnetisierungskraft hervorgerufen wird, speichert in der Bahn um die kleine Öffnung 30 des Kernes einen bestimmten Fluß. In der Fig. 3 zeigen die Pfeile 42 und 44 die Richtungen des Verlaufs des magnetischen Flusses an, der infolge der Speicherung eines magnetischen Flusses um die Öffnung 30 die Öffnung 32 unmittelbar umgibt.

Da die die Flußumkehrung bewirkende Entmagnetisierungskraft bestrebt ist, die Richtung des Flusses mit dem kürzeren magnetischen Weg vor der Umkehrung des Flusses mit dem längeren Weg umzukehren, beginnt die Umkehrung des anfänglichen magnetischen Flusses unmittelbar an der Peripherie der Öffnung 32 und verläuft radial weiter nach außen, wobei das Einstellsignal eine ständig wachsende Entmagnetisierungskraft erzeugt. Wenn einmal ein magnetischer Fluß auf dem Flußweg um die kleine Öffnung gespeichert worden ist, wird dieser durch die Überlagerung einer an dem äußeren Kernteil angelegten und einer durch die kleine Öffnung gehenden und auf dem Kernteil 38 aufgebrachten Wicklung erzeugten Magnetisierungskraft umgekehrt. Der gespeicherte magnetische Fluß ist der Fluß in der Bahn um die kleine Öffnung; er steht zur Abfragung durch Umkehren des magnetischen Flusses durch auf dem Kernteil 38 aufgebrachte Wicklungen zur Verfügung. Die zur Umkehrung dieses gespeicherten magnetischen Flusses durch das zu verzögernde Signal benötigte Zeitspanne ist die Verzögerungszeit.

Die vorstehende Erläuterung über die Wirkungsweise der Verzögerungsschaltung stimmt mit der Theorie überein, die besagt, daß die zur Umkehrung der Richtung eines magnetischen Flusses auf einer ringförmigen Linie um die Öffnung eines Kemes erforderliche Energie mit der radialen Entfernung der Flußlinie vom inneren Rand der Öffnung anwächst. Auch kann ein magnetischer Fluß in entgegengesetzten Richtungen einen Kern in verschiedenen Bereichen gleichzeitig sättigen, während der ganze Kern in einem Zustand teilweiser Sättigung ist.

Hieraus wird deutlich, daß nach anfänglicher Sättigung des Kernes 12 durch einen in Uhrzeigerrichtung fließenden magnetischen Fluß infolge eines mit der Löschwicklung 34 gekoppelten Löschsignals ein magnetischer Fluß um die kleine Öffnung 30 durch Anlegen eines Einstellsignals, das eine konstante Spannung aufweist und eine regelbare Zeitdauer zur Einstellung der Größe des gespeicherten magnetischen Flusses hat, gespeichert werden kann. Es ergibt sich ein Zustand teilweiser Sättigung, bei dem der magnetische Fluß gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen um die große Öffnung fließt.

Fig. 3 zeigt den Kern 12 nach dem Anlegen eines Einstellsignals. Der in Richtung der Pfeile 42 und 44 um die große Öffnung 32 verlaufende magnetische Fluß wurde dadurch umgekehrt und bildet die ringförmigen kleineren Flußlinien um die kleine Öffnung 30. Der in ringförmigen Flußlinien in Richtung der Pfeile 42 und 44 um die kleine Öffnung 30 verlaufende magnetische Fluß ist der in dem Kern gespeicherte magnetische Fluß.

Die Fig. 3 zeigt die typische Flußverteilung. Es versteht sich, daß die durch ein einzelnes Einstellsignal erzeugte Flußverteilung nur einen bestimmten magnetischen Fluß darstellt, der in dem Kern 12 gespeichert ist, und daß der gespeicherte magnetische Fluß für verschiedene Verzögerungszeiten variiert. Bei einem verhältnismäßig kurzen Einstellsignal für

eine kurze Verzögerungszeit wird nur eine geringe Entmagnetisierungskraft zugeführt und nur ein kleiner Teil des um die große Öffnung 32 verlaufenden magnetischen Flusses umgekehrt, wodurch nur ein geringer Fluß um die kleine Öffnung 30 gespeichert wird. Die Flußgröße in den kürzeren Linien ist, wie erwähnt, eine Funktion der Verzögerungszeit. Des weiteren ist die Umkehrzeit des gespeicherten magnetischen Flusses und die Verzögerungszeit eine Funktion des Flusses, der Amplitude des mit dem Kern gekoppelten Signals und der Windungszahl der durch die Öffnung 30 geführten und auf den äußeren Kernteil 38 aufgebrachten Wicklungen.

In Fig. 4 a sind der magnetische Fluß und die Magnetisierung dargestellt, die den durch mehrmaliges Anlegen von Signalen an eine Einstellwicklung 46 bewirkten stufenweisen Übergang von dem durch ein Löschsignal 54 hervorgerufenen, einer Sättigung in einer ersten Richtung entsprechenden Remanenzzustand 1 in aufeinanderfolgende, der Sättigung in der entgegengesetzten Richtung entsprechende Remanenzzustände zeigen. Die nach jedem Einstellsignal bestehenden Zustände teilweiser Sättigung der Kerne sind durch die Remanenzzustände 2 bis 6 gezeigt. Infolge des mehrmaligen Anlegens von Einstellsignalen verändert sich der Remanenzzustand des Kernes schrittweise vom Remanenzzustand 1 in den Remanenzzustand 7 auf einer Bahn, die durch die die Remanenzzustände 1 bis 7 verbindende gestrichelte Linie angezeigt ist. Die verschiedene Größe des gespeicherten magnetischen Flusses in den Flußlinien 24, die um die kleine Öffnung 30 verlaufen, und die zugehörigen Hysteresiskurven, die den Remanenzzuständen 1 bis 7 des Kernes 12 entsprechen, sind durch die Kurven la bis la in- Fig. 4b veranschaulicht. Es zeigt sich, daß der Remanenzzustand 4 des Kernes eine maximale Speicherung magnetischen Flusses um die kleine Öffnung 30 bringt, wobei die Hysteresiskurve4a dem Remanenzzustand des Kernes 12 entspricht.

Um einen gespeicherten magnetischen Fluß bestimmter Größe in dem Kern 12 zu erzeugen, wird die an den Kern angelegte Entmagnetisierungskraft ' durch ein Signal mit bestimmter konstanter Spannung und bestimmter Dauer (=VoltXMikrosekunden) erzeugt. Dieses Signal wird an die Einstellwicklung 46 gelegt, die durch die große öffnung 32 geführt und auf dem äußeren Kernteil 36 aufgebracht ist. Die Einstellwicklung kann jedoch auch um den inneren Kernteil 40 gewickelt sein. Die Polarität des Einstellsignals und die Richtung der Wicklung sind so gewählt, daß ein anfangs durch einen Löschimpuls gesättigter Kern durch Umkehrung der Flußrichtung in ihm und insbesondere durch Umkehrung des in der Nähe der großen Öffnung 32 verlaufenden magnetischen Flusses um einen bestimmten Betrag entmagnetisiert wird, wobei die radiale Entfernung der umgekehrt verlaufenden Flußlinien von der Öffnung 32 mit der Dauer des Einstellsignals wächst.

Die zu verzögernden Signale werden an den Kern über eine Signalverzögerungswicklung 48 angelegt, die durch die kleine öffnung 30 geführt und auf den äußeren Kernteil 38 aufgebracht ist. Die Signale kehren die Richtung des um die kleine Öffnung 30 verlaufenden gespeicherten magnetischen Flusses um und werden während der Umkehrzeit verzögert.

Aus dem Vorangegangenen geht deutlich hervor, daß durch entsprechende Wahl der Speisespannungen und Windungszahlen der Wicklungen um den Kern die Verzögerungszeit direkt in Übereinstimmung mit der Zeitdauer eines Einstellsignals gebracht werden kann. Um zu gewährleisten, daß die Signalwicklungen 48 und die Einstellwicklung 46 eine konstante Speisespannung erhalten, wurde die Speiseschaltung so angeordnet, daß sie die Speisespannung begrenzt, so daß der Kern 12 durch den durch die Zeitdauer des Einstellsignals bestimmten Fluß in einen Zustand teilweiser Sättigung gebracht wird.

In der Signalverzögerungsschaltung 18 werden die anfänglichen Veränderungen der Signalformen, d. h. deren Anstiegsflanken, die an den Eingang angelegt werden, in der Ausgabe durch Einstellung des in den kürzeren Flußlinien um die Öffnung 30 gespeicherten magnetischen Flusses verzögert. Während der Verzögerungszeit wird die Signalenergie durch die Umkehrung des gespeicherten magnetischen Flusses aufgebraucht. Da die Signalenergie nicht zum Ausgang der Verzögerungsschaltung zurückkehrt, muß in der Schaltungsanordnung zusätzlich Vorsorge getroffen werden, um die rückläufigen Veränderungen, d. h. die Abfallflanken der Signalformen, zu verzögern.

Die Rückstellschaltung 20 wurde zur Rückschaltung der Flußrichtung des gespeicherten Flusses in dem Kern sowie zur Unterstützung der Verzögerung der Abfallflanken der Signalforanen in der Signalverzögerungsausgangsschaltung vorgesehen. Die Rückstellschaltung enthält eine auf den Kernteil 38 der kleinen Öffnung 30 aufgebrachte Wicklung 50. Diese ist über einen Strombegrenzungswiderstand 52 mit einer Speisespannungsquelle und über eine Diode 84 mit einer Begrenzungsspannungsquelle verbunden. Infolge dieser Begrenzung wird nur eine Magnetisierungskraft erzeugt, die gerade ausreicht, um den gespeicherten magnetischen Fluß um die Öffnung 30 herum rückzustellen. Der Pegel der durch die Rückstellschaltung erzeugten Magnetisierungskraft ist zu niedrig, um den magnetischen Fluß in der Flußbahn um die große Öffnung 32 zu stören. Somit stellt die Rückstellschaltung 20 den Kern um die kleine Öffnung 30 herum in den in Fig. 3 gezeigten Zustand zurück, um die Verzögerung von nachfolgenden Signalformen vorzubereiten.

Die Schaltungsanordnung für die Signalverzögerung ermöglicht das anfängliche Löschen, d. h. das Sättigen des Kernes 12, durch Anlegen eines Löschsignals 54 an die Eingangsklemme 56 der Löschschaltung. Das Löschsignal wird an die Löschwicklung 34 angelegt, deren anderes Ende mit Erde 58 verbunden ist. Ein Löschsignal mit geeigneter Polarität, wie in Fig. 1 angezeigt, sättigt den Kern eingangs in entgegengesetzter Richtung.

Ein Einstellsignal 60 wird der Eingangsklemme 62 der Schaltung 16 zugeführt, um einen magnetischen Fluß in dem Kern durch Anlegen einer Entmagnetisierungskraft an den Kern zu speichern und dadurch den Kern in einen Zustand teilweiser Sättigung, vorzugsweise in einen Remanenzzustand zwischen den Punkten 1 und 4 auf der senkrechten Achse der Φ-φ-Kurve, wie in Fig. 4 a gezeigt, zu bringen. Das Einstellglied wird von der Eingangsklemme 62 an die Basis eines Transistors 64 durch eine positive Vorspannungsquelle 68 enthaltende .RC-Parallelschaltung 66 angelegt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Transistor 64 um einen pnp-Transistor, dessen Emitter mit Erde und dessen Kollektor mit dem einen Ende der Einstellwicklung 46 verbunden ist. Das

andere Ende der genannten EinsteEwicklung liegt über einen Strombegrenzungswiderstand 72 an der Speisespannung —50 V, die über eine Diode 70 auf eine bestimmte Größe, z. B. —4 V, begrenzt wird.

In der Signalverzögerungsschaltung 18 ist an einer Eingangsklemme 74 eine ÄC-Parallelschaltung 76 zum Anlegen eines Eingangssignals von der Form 78 an die Basis eines Transistors 80 vorgesehen, bei dem es sich vorzugweise um einen pnp-Transistor handelt. Der Kollektor des Transistors 80 gibt das Eingangssignal auf die Verzögerungswicklung 48, wodurch die Anstiegsflanken des Signals während der Umkehr des um die kleine Öffnung 30 verlaufenden gespeicherten magnetischen Flusses verzögert werden. Die Signalverzögerungswicklung 48 ist durch die kleine Öffnung 30 geführt und auf den äußeren Kernteil 38 aufgebracht. Das andere Ende liegt an Spannungsquellen, die sowohl mit der Signalverzögerungsschaltung als auch mit der Rückstellschaltung verbunden sind. Die an die Signalverzögerungsschaltung gelieferte Spannung wird durch eine Diode 81 begrenzt.

Der Kollektor eines Transistors 86 ist mit dem Ausgang der Signalverzögerungsschaltung und der Ausgangsklemme 88 gekoppelt. Der Emitter des Transistors 86, bei dem es sich vorzugsweise um einen pnp-Transistor handelt, ist mit Erde 94 verbunden, so daß die Ausgangsschaltung während der Zeit, in der der gespeicherte magnetische Fluß rückgestellt wird, mit Erde verbunden ist. Demzufolge ist die Ausgangsschaltung während des negativen Teiles 90 des Rückstellsignals F^ über diesen Transistor 86 mit Erde verbunden.

Zwischen der Abfallflanke des Eingangssignals 78 und der Anstiegsflanke des negativen Teiles 90 des Rückstellsignals kann eine sehr kurze Zeitspanne liegen. Um über den Transistor 86 während dieser kurzen Zeitspanne eine Verbindung nach Erde aufrechtzuerhalten, ist die Basis des Transistors 86 über einen Kondensator 92 an einen Leiter angeschlossen, der den Kollektor des Transistors 80 mit der Signalverzögerungswicklung 48 verbindet. Der Kondensator 92 hat eine kurze Ansprechzeit und erhält eine negative Ladung, die an die Basis des Transistors 86 gelangt, wodurch dieser leitend wird und den Ausgang der Signalverzögerungsschaltung auf Erde 94 legt. Das Ausgangssignal folgt deshalb nicht der Abfallflanke des Eingangssignals während der kurzen Zeitspanne zwischen der Abfallflanke des Eingangssignal und der Anstiegsflanke des negativen Teiles. 90 des Rückstellsignals. Der Transistor 86 bleibt so lange leitend, bis der negative Teil 90 des Rückstellsignals die Leitfähigkeit in dem Transistor 86 und dadurch die Verbindung der Ausgangsschaltung mit Erde aufrechterhält.

Ein Löschsignal 54, das über eine Löschwicklung 34 an den Kern 12 der Schaltung nach Fig. 1 angelegt wird, sättigt diesen um die große Öffnung 32 herum in Uhrzeigerrichtung in durch die Pfeile 26, 27 und 28 angezeigten Flußlinien. Es wird nun über die Einstellsignalwicklung 46 ein Einstellsignal 60 an den Kern angelegt, das in seiner Größe und Dauer (== Volt ν MikroSekunden) der gewünschten Verzögerungszeit entspricht. Über die Einstellsignalwicklung wird die Umkehrung der Flußrichtung des magnetischen Flusses in den Flußlinien um die große Öffnung erreicht, wodurch der Kern vorzugsweise in einen Remanenzzustand zwischen 1 und 4, wie durch die Kurve in Fig. 4 a gezeigt, gebracht wird. Mit der Umkehrung der Flußrichtung in den Flußlinien um die große Öffnung, wie sie die Pfeile 26 und 42 in Fig. 3 zeigen, kehrt sich auch der Fluß in dem inneren Kernteil 40 zwischen den Öffnungen 30 und 32, wie bei 44 angezeigt, um. Die Umkehrung des magnetischen Flusses in dem inneren Kernteil 40 hat einen magnetischen Fluß um die kleine Öffnung 30 zur Folge, der nunmehr für sich betrachtet werden kann, bis es erforderlich ist, eine andere Größe magnetischen Flusses um die kleine Öffnung zu speichern, um dadurch unterschiedliche Verzögerungszeiten zu erreichen. Der zur Umkehrung des durch die Wicklung 48 und 50 oder andere Abfragewicklungen, die nur durch die kleine Öffnung 30 oder andere kleine Öffnungen in einem Kern mit mehr als zwei Öffnungen geführt sind, zur Verfügung stehende, um die kleine Öffnung 30 verlaufende magnetische Fluß ist der in dem Kern gespeicherte magnetische Fluß. Die Umkehrung des gespeicherten magnetischen Flusses in den Flußlinien um die kleine Öffnung erzeugt eine der in Fig. 4 b gezeigten Hysteresiskurven 1 α bis la.

Zur Verzögerung wird das zu verzögernde Signal 78 (V_m) an die Eingangsklemmen 74 angelegt. Die Änderungen in der Höhe des Signals, d. h. ihre Anstiegs- und Abfallflanken, werden durch Zeiträume getrennt, die der Verzögerungszeit zumindest gleich und vorzugsweise größer als diese sind, wodurch der Verlust eines Teiles des Signals verhindert wird. Bei negativ verlaufender Anstiegsflanke des Signals V_1n leitet der Transistor 80, und die Begrenzungsspannung —4 V wird direkt an die Wicklung 48 gelegt. Der durch die Signalverzögerungswicklung 48 laufende Strom wird während des Zeitraums verzögert, währenddem der gespeicherte magnetische Fluß in den um die kleine Öffnung herum verlaufenden Flußlinien 24 umgekehrt wird. Nach Umkehrung des gespeicherten magnetischen Flusses wirkt der Widerstand 96 als Strombegrenzer, und die Signalausgangsspannung steigt von —4 V des Begrenzungsspannungspegels über den leitenden Transistor 80 auf Erdpotential an. Somit wird, wie in Fig. 2 gezeigt, die Anstiegsflanke der Signalform F₀ um die Zeitspanne der in der Verzögerungsschaltung eingestellten Verzögerung verzögert.

Während das Eingangssignal V_1n noch negativ ist, kompensiert der Strom in der Signalverzögerungswicklung 48 den Strom durch die Rückstellwicklung 50 auf dem Kernteil 38. In der bevorzugten Anordnung sind während der Dauer des Eingangssignals etwa doppelt so viele Amperewindungen auf der Signalwicklung 48 vorhanden, wie unter normalen Bedingungen in der Rückstellwicklung 50 erzeugt werden. Während der Dauer des Eingangssignals verhindern somit die durch die Signalverzögerungswicklung erzeugten Amperewindungen die Rückstellung des gespeicherten magnetischen Flusses, der in dem Kernteil um die kleine Öffnung umgeschaltet bleibt.

Beim Erscheinen der Abfallflanke 98 sperrt der Transistor 80, und auf der Wicklung 48 erscheint eine negative Spitze, die über den Kondensator 92 an die Basis des Transistors 86 gelangt, diesen leitend macht und den anderen Weg für den Speisestrom nach Erde im Ausgang der Signalverzögerungsschaltung schließt.

Um die Abfallflanke des Ausgangssignals F_n um die ganze Verzögerungszeit zu verzögern, übernimmt die Rückstellschaltung die Steuerung der Übertragung. Nachdem der Transistor 80 nach Beendigung

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des Eingangssignals nicht mehr leitend ist, erzeugt die Der Kollektor des Transistors 128 ist mit dem Ausdie Wicklung 50 enthaltende Rückstellschaltung in gang einer Signalverzögerungsschaltung 130 verbundem äußeren Kernteil 38 eine magnetische Kraft, um den. Bei der bevorzugten Anordnung der in Fig. 5 den gespeicherten magnetischen Fluß in den Fluß- gezeigten Schaltung erscheint die Anstiegsflanke des linien um die kleine Öffnung 30 rückzustellen. Wäh- 5 Einstellsignals 124 gleichzeitig mit der Abfallflanke rend der Zeit, in der der gespeicherte magnetische des Eingangssignals. Wie in Fig. 6 gezeigt, werden die Fluß rückgestellt wird, ist das mit der Spannungs- Abfalfflanken auf den Normalpegel des Eingangsquelle verbundene Ende der Rückstellwicklung um signals in der Ausgangsschaltung durch Überlagerung einen durch die Begrenzungsspannung bestimmten des invertierten Einstellsignalimpulses V_R zu dem Betrag negativ. Die für die Rückstellung des um die io Ausgangssignal V₀ verzögert. Das Signal V_R wird an kleine Öffnung verlaufenden gespeicherten magneti- den Ausgang der Signalverzögerungsschaltung durch sehen Flusses erforderliche Zeit ist gleich der Zeit, eine Diode 132 und einen mit dem Kollektor des um die das Eingangssignal in der Signalverzögerungs- Transistors 128 verbundenen Leiter 135 angelegt,
ausgangsschaltung, d. h. während der Umkehrzeit des Die Signalverzögerungsschaltung 130 enthält eine gespeicherten magnetischen Flusses, verzögert wurde. 15 Signalverzögerungswicklung 134, die durch die OfE-Nachdem der um die kleine Öffnung verlaufende nunglOS geführt ist und um einen Teil des Kernes magnetische Fluß rückgestellt ist, kehrt das Rück- 102 verläuft. Das zu verzögernde Signal wird an die Stellsignal auf den Erdpegel durch Erdung über die Verzögerungswicklung über eine Eingangsklemme Spule 38 zurück, und der Transistor 86 wird wieder 136 und eine mit einer Vorspannungsquelle an der gesperrt. Der Ausgang der Signalverzögerungsschal- 20 Klemme 140 verbundene ÄC-Parallelschaltung 138 tung wird dadurch von Erde getrennt, und das Aus- angelegt. Die Eingangsschaltung gibt die Signale auf gangssignal kehrt auf den Begrenzungsspannungspegel die Basis des Transistors 142, dessen Emitter mit (—4 V) zurück. Die Impulsbreiten der Eingangs- und Erde und dessen Kollektor mit einem Ende der Ver-Ausgangssignale der Verzögerungsschaltung sind im zögerungswicklung verbunden ist. Das andere Ende wesentlichen gleich, und das Ausgangssignal ist gegen- 25 der Verzögerungswicklung liegt an einer Spannungsüber dem Eingangssignal um die gewünschte Zeit- quelle, die durch eine Diode 144 und einen Strombedauer verzögert worden. grenzungswiderstand 146 auf eine bestimmte Spanin Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform gezeigt, nung, z. B. —4 V, begrenzt ist. Die Ausgangsschalin der eine Signalverzögerungsschaltung 100 einen tung enthält eine Diode 148, die verzögerte Ausgangsherkömmlichen, aus magnetischem Material mit an- 3° signale V₀ von der Verzögerungswicklung an eine nähernd rechteckiger Hysteresisschleife hergestellten Ausgangsklemme 150 abgibt. Die Dioden 132 und ringförmigen Kern 102 enthält. Der Kern 102 ist mit 148 sind über einen Summenwiderstand 154 mit einer jeder von mehreren Betriebsschaltungen durch deren negative Spannung liefernden Klemme 152 verbunentsprechende Wicklungen magnetisch gekoppelt. den, wodurch Teile des auf eine der beiden Dioden Eine Löschschaltung 104 enthält eine durch eine Öff- 35 gegebenen Ausgangssignals an die Ausgangsklemme nung 108 geführte und auf den Kern aufgebrachte 150 gelangen. So wird beispielsweise der verzögerte Wicklung 106. Das eine Ende der Löschwicklung ist Signalpegel oberhalb der Begrenzungsspannung entmit der Eingangsklemme 110 der Löschschaltung ver- sprechend der Anstiegsflanke des Ausgangssignals V₀ bunden, an die nach Erde 114 laufende Löschsignale durch die Diode 132 geleitet. Ein über der Begren- V_c gelegt werden. Die Löschschaltung sättigt den 4° zungsspannung liegender Signalpegel dient, wenn er Kern 102 mit in Richtung des Pfeiles 112 fließendem durch die Diode 148 geleitet wird, dazu, den Abfall magnetischem Fluß. des Ausgangssignals V₀ während der Dauer des In Fig. 7 ist die Hysteresisschleife eines zur Ver- Signals V_R zu verzögern. Das Signal V_R hat eine wendung der Schaltung nach Fig. 5 geeigneten Kernes Dauer, die der des Einstellsignals 124 entspricht,
gezeigt. Beim Löschvorgang schaltet das Löschsignal 45 Die Wirkungsweise ist folgende: Zuerst wird der infolge Anlegens einer Magnetisierungskraft H den Kern 102 durch ein an die Löschwicklung 106 ange-Kern eingangs in einen durch das Bezugszeichen 116 legtes Löschsignal V_c in einen gesättigten Zustand gein Fig. 7 angezeigten Sättigungszustand. Nach dem bracht. Der Fluß verläuft in Richtung des Pfeils 112. Abfallen des Löschimpulses kehrt der Kern in einen Anschließend kehrt ein Einstellsignal den magnetibei Punkt 118 in Fig. 7 angezeigten Zustand magne- 5° sehen Fluß in dem inneren radialen Teil des Kernes tischer Remanenz zurück. um. Hierdurch gelangt der Kern in einen Zustand Eine Einstellschaltung 121 ist mit dem Kern 102 teilweiser Sättigung, d. h. in einen Remanenzzustand, durch eine durch die Öffnung 108 geführte und um wie er beispielsweise bei Punkt φ% auf der senkrecheinen Teil des Kernes verlaufende Wicklung 122 ge- ten Achse angezeigt ist, wo der Teil 160 der durch koppelt. Die Schaltungsanordnung zur Speicherung 55 die punktierte Linie angezeigten Kurve die senkrechte magnetischen Flusses in dem Kern 102 gleicht der in Achse schneidet. Der im Kern gespeicherte magne-Fig. 1 gezeigten Schaltung zur Speicherung magneti- tische Fluß ist gleich der Flußdifferenz der magnetischen Flusses im Kern 12. Ein Einstellsignal bestimm- sehen Remanenzzustände, d. h. der in Fig. 7 bei 118 ter Dauer wird über ein ÄC-Glied 120 an eine mit und Φ_κ angezeigten Flußdifferenz,
der Basis des Transistors 128 verbundene Eingangs- 60 Die zu verzögernden Signale V_1n werden nacheinklemme 126 angelegt. Über den Transistor 128 läuft ander auf den Transistor 142 gegeben, wodurch durch das Signal über die Einstellwicklung 122, wobei der die Verzögerungswicklung 134 eine Magnetisierung gesamte in dem Kern gespeicherte magnetische Fluß an den Kern angelegt wird. Die durch jedes Signal von der Zeitdauer des Einstellsignals und der Speise- erzeugte Magnetisierung schaltet den Kern in den auf spannung der Einstellschaltung abhängig ist. Die 65 der Kurve der Fig. 7 bei 116 angezeigten Sättigungs-Speisespannung der Einstellwicklung 122 wird durch zustand zurück. Während der Zeit, in der der Kern eine Diode 129 auf eine bestimmte Spannung, z. B. 102 in den Sättigungszustand zurückversetzt wird, —4 V, begrenzt. werden die Anstiegsflanken der Signale vorzugsweise

um dieselbe Zeit verzögert, die zur Einstellung des Kernes erforderlich war. Während der übrigen Dauer des Eingangssignals bleibt der Transistor 142 leitend und der Ausgangssignalpegel konstant.

Der Ausgangssignalpegel der Signalverzögerungsschaltung wird daran gehindert, zum Zeitpunkt der Abfallflanke des Eingangssignals abzufallen, und die Abfallfianke wird am Ausgang durch das Signal V_K verzögert, dessen Anstiegsflanke mit der Abfallfianke des Eingangssignals V_1n zusammenfällt. Wie gezeigt, wird die Abfallflanke des Ausgangssignals um die gleiche Zeitdauer verzögert, um die auch die Anstiegsflanke verzögert wurde, vorausgesetzt, daß die Anzahl der Windungen der Wicklungen 134 und 122 gleich sind, wodurch die Zeit zwischen den Anstiegs- und den Abfallflanken der Eingangs- und Ausgangssignale annähernd konstant bleibt.

Ein Eingangssignal kann um eine Zeit verzögert werden, die durch ein Einstellsignal veränderbar ist, wobei die Verzögerungszeit zwischen Null und der Dauer des zu verzögernden Signals variiert.

Unter Zugrundelegung der vorgenannten Lehre zum technischen Handeln sind verschiedene Abwandlungen der Erfindung möglich, die für den einschlägigen Fachmann naheliegend sind, ohne daß er von der Grundidee und dem Umfang der Erfindung abgeht. So kann beispielsweise ein Kern durch einen Permanentmagneten oder eine andere Vorrichtung eingestellt werden, die eine bestimmte Magnetisierungskraft an den Kern anzulegen vermag, um diesen durch die Speicherung jedes beliebigen Flusses auf ihm einzustellen. Desgleichen kann auch die Schaltungsanordnung zur Löschung des Kernes abgewandelt oder gänzlich weggelassen werden, indem andere Mittel zur Sättigung des Kernes durch Anlegen einer Magnetisierungskraft an ihn vorgesehen werden, um einen magnetischen Fluß zu erzeugen, der den Kern in einer bestimmten Richtung sättigt. Der Sättigung des Kernes kann ein Einstellen oder Speichern folgen, bei dem dem Kern durch geeignete Mittel eine Entmagnetisierangskraft zugeführt wird, um die Flußrichtung des magnetischen Flusses in dem Kern umzukehren. Auch die Größe des in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 oder in dem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verwendeten Kernes kann entsprechend der gewünschten Verzögerungszeit der Signale, die dem in dem Kern bei Sättigung gespeicherten magnetischen Fluß entspricht, verschieden gewählt werden. Ferner kann durch Veränderung der Schaltungsparameter, d. h, der Amperewindungen der Wicklungen, die Verzögerungszeit in bezug auf den in einem Kern gespeicherten magnetischen Fluß verändert werden. So können z. B. die Windungen der Wicklungen und die Begrenzungsspannung in der Signalverzögerungsschaltung so· festgesetzt werden, daß sie die Verzögerungszeit für einen gegebenen gespeicherten magnetischen Fluß in dem Kern verändern.

Claims (5)

Pate nt an s prüche : 60

1. Verzögerungsschaltung, deren Verzögerungswirkung auf dem Hysteresisverlust eines sättigbaren Magnetkernes beim Überwechseln von einem Flußzustand in einen anderen beruht, da- durch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere mit dem Kern gekoppelte Wicklungen (34, 46) erregt werden und mindestens einen Teil des Kernes in einen bestimmten ersten Flußzustand bringen und daß eine Signalverzögerungswicklung (48) einen Eingangsimpuls erhält, durch dessen Anstiegsflanke der Kern in einen bestimmten zweiten Flußzustand gebracht wird, so daß abhängig von den bestimmten gewählten Flußzuständen die Abfallflanke des in der genannten weiteren Wicklung entstehenden Ausgangsimpulses (F₀) um eine bestimmte Zeitspanne in bezug auf die Anstiegsflanke des Eingangsimpulses {V_!N) verzögert wird.

2. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer mit dem genannten Teil des Kernes gekoppelten Rückstellwicklung (SO) fließender Strom nach dem Abfall des Eingangsimpulses den genannten Kernteil bzw. Kern wieder in den ersten Zustand des magnetischen Flusses bringt.

3. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverzögerungswicklung (48) und die Rückstellwicklung (50) über einen Transistorschalter (86) so zusammengeschaltet sind, daß infolge der während der Rückstellung des genannten Kernteils bzw. Kernes in der Rückstellwicklung auftretenden Spannung die Dauer des Ausgangsimpulses der Schaltung durch den durch den Transistorschalter zur Masse (94) fließenden Strom für eine Zeitspanne verlängert wird, die gleich der Zeitspanne ist, während der die Anstiegsflanke des Eingangsimpulses abklingt.

4. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Transfluxor (12) ist, bei dem die Eingangsund die Rückstellwicklung durch eine Öffnung (30) geführt sind, und daß zur Schaltung des Transfluxors in den gewählten ersten Zustand ein Anfangsimpuls an eine durch eine zweite Öffnung (32) geführte Wicklung (34) angelegt wird, der den Transfluxor in den Sättigungszustand bringt, und ein Impuls zur Umschaltung des magnetischen Materials um die erste Öffnung (30) in den ersten Zustand einer weiteren durch die zweite Öffnung (32) geführte Wicklung zugeführt wird.

5. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Ringkern (102) ist, daß ein Impuls auf einer ersten Wicklung den Kern in einen ersten Sättigungszustand und ein Impuls auf einer zweiten Wicklung den Kern von diesem Zustand in den genannten ersten Zustand bringt und daß die genannte zweite Wicklung auch als Rückstellwicklung dient und mit dem Ausgang der Signalverzögerungswicklung so verbunden ist, daß, wenn synchron zum Abfall eines der Signalverzögerungswicklung zugeführten Impulses ein Impuls an die Rückstellwicklung gelegt wird, der Ringkern aus dem Sättigungszustand in den genannten ersten Zustand gebracht wird und der Ausgangsimpuls durch den Rückstellimpuls für eine Zeitspanne verlängert wird, die gleich der Zeitspanne ist, während der die Anstiegsflanke des zu verzögernden Eingangsimpulses abklingt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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