DE1264532B

DE1264532B - Magneto-elektrische Tastschaltung fuer einen Oszillator

Info

Publication number: DE1264532B
Application number: DEL47482A
Authority: DE
Inventors: Heinz Boettcher
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-04-03
Filing date: 1964-04-03
Publication date: 1968-03-28

Description

Magneto-elektrische Tastschaltung für einen Oszillator Die Erfindung bezieht sich auf eine magneto-eläktrische Tastschaltung für einen Oszillator, bei der die Resonanzfrequenzen eines Oszillatorschwingkreises und eines zweiten Schwingkreises im Rückkopplungsweg des Oszillators zur Verhinderung eines Schwingens des Oszillators aufeinander abgestimmt sind. Impulsgeber, die als beeinflußbare physikalische Größe die Trägerfrequenz verwenden, sind bekannt. Einmal wird zur Erzeugung von rotationsproportionalen Signalen durch metallische Zähne eines Impulsrades die Därnpfungsänderung eines Schwingkreises ausgenutzt. Diese Dämpfungsänderung bewirkt eine Modulation -der Amplitude eines Oszillators, die im Grenzfall 100 % erreichen kann. Zum anderen werden magnetische Kreise beeinflußt. Hierbei wird ein von einem HF-Generator gespeister Schwingkreis durch magnetische Felder in oder aus seiner Resonanz gebracht. Die dadurch bewirkte Amplitudenänderung wird zum Schalten von Relais od. dgl. benutzt.
Die bekannten Impulsgeber haben den Nachteil, daß alle Parameter, die die Güte und damit die Dämpfung des Schwingkreises beeinflussen, funktionsgefährdend wirken. Das sind also Änderungen der Temperatur, Betriebsspannung, Luftfeuchtigkeit und der Vordämpfung durch metallische Umgebung des Schwingkreises oder der Schwingspule. Ein weiterer Nachteil ist die geringe Steilheit der Impulse, die die Nachschaltung eines Schaltverstärkers erforderlich macht. Außerdem wird durch die geringe Steilheit bei höheren Impulsfrequenzen und bidirektionaler Abtastung die zulässige relative Phasenverstimmung beider Abtastspannungen bald erreicht, so daß die bidirektionale Abtastung nur bedingt anwendbar ist.
In den anderen Fällen muß durch die räumlichen Abmessungen der Magneten - wie z. B. auch bei der hallgeneratorischen Abtastung - die Impulszahl pro Umdrehung klein bleiben, oder es xnüßte der Durchmesser des Impulsrades unzweckmäßig groß gemacht werden. Die Anbringung von Magneten auf Impulsrädern oder die Verwendung von magnetisierten Zähnen ist außerdem teuer und aufwendig. Die Speisung des Schwingkreises durch einen separaten Hochfrequen'zgenerator hat den Nachteil, daß die Verstimmung des Kreises in oder aus der Resonanz groß sein muß, um eine große Modulationstiefe zu erhalten. Selbst bei großer Güte des Schwingkreises ist eine exakte Modulation nicht zu erwarten. Entsprechend gering sind dann auch die Schaltsteilheiten der Impulse.
Diese Nachteile werden durch die magneto-elektrische Tastschaltung für einen Oszillator, bei der die Resonanzfrequenzen eines Oszillatorschwingkreises und eines zweiten Schwingkreises im Rückkopplungsweg des Oszillators zur Verhinderung eines Schwingend des Oszillators aufeinander abgestimmt sind, nach der Erfindung dadurch vermieden, daß bei Vorbeibewegen eines ferromagnetischen Körpers am Abtastkopf der Fluß eines Magneten über einen Ferritkern einer im zweiten Schwingkreis liegeneu Spule geschlossen und dabei dieser Schwingkreis so verstimmt wird, daß die Schwingungen des Oszillators ein- oder aussetzen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt den Abtastkopf. Darin ist die Schwingkreisspule 1 auf einen Ferritkörper 2 gewickelt. Ein Ende des Ferritkörpers ist an oder in einem Magneten 3 befestigt. Technisch günstig ist ein Ring- oder Rohrmagnet, der radial polarisiert ist. Die ganze Anordnung ist in einem Eisenrohr 4 untergebracht, das den äußeren Pol des Magneten nach vorn bringt. Der Durchmesser des Rohres ist so groß gewählt, daß eine Vormagnetisierung des Ferritkörpers nach Möglichkeit vermieden oder in kleinen Grenzen gehalten wird. Ein Eisenzahn 5, der nicht magnetisiert zu sein braucht, in die Nähe des Ferritkörpers gebracht, bewirkt einen magnetischen Fluß durch diesen, wenn der Abstand des Eisenzahns vom Ferritkörper kleiner ist als der Radius des Eisenrohrs. Der magnetische Fluß reduziert die Permeabilität des Ferritkörpers und damit die Induktivität der Schwingkreisspule. Mit der Eisenschraube 6 wird ein magnetischer Nebenschluß erzielt, dessen Veränderung zum Abgleich benutzt werden kann.
Nach dem Prinzipschaltbild der F i g. 2 ergibt diese Schwingkreisspule 1 mit einer Kapazität 7 einen Schwingkreis 8, der z. B. ein Parallelresonanzschwingkreis ist. Dieser liegt im Rückkopplungsweg eines Oszillators. Der Oszillator kann beliebig ausgeführt sein, mit einer oder mehreren Röhren oder Transistoren 10 arbeiten, die sowohl in Kollektor-, Basis-, als auch in Emitterschaltung betrieben werden können. Ist der Schwingkreis 8 auf die Frequenz des Oszillatorschwingkreises 9 abgestimmt, so schwingt der Oszillator nicht. Der Resonanzwiderstand des Schwingkreises 8 ist dann reell und hochohmig. Durch Verstimmung dieses Kreises, z. B. durch Zahn oder Lücke eines Impulsrades, wird er je nach Richtung der Verstimmung kapazitiv oder induktiv und niederohmiger. Die Schwingungen des Oszillators werden dadurch wieder angefacht. Je nach Abstimmung dieses Schwingkreises 8 oder auch des Oszillatorschwingkreises 9 kann er durch Zahn oder Lücke in oder aus der Resonanz gebracht werden und schaltet damit den Oszillator ein und aus.
Eine außerordentliche Versteilerung der Impulsflanken kann durch die Kombination mit einem Multivibrator erreicht werden. Einer seiner Transistoren arbeitet in Basisschaltung, ein anderer Transistor für die Hochfrequenz in Kollektorschaltung. Wird der Schwingkreis 8 durch einen Zahn aus seiner Resonanz gebracht, so entsteht eine Hochfrequenzspannung, die den Multivibrator zum Schwingen bringt. Da eine Verstimmung des Schwingkreises 8 das Einschalten des Oszillators bewirken soll, wirkt der nun miteingeschaltete Multivibrator unterstützend, insofern, als jetzt für die Anfachung der Gesamtschaltung die Multiplikation der Steilheiten beider Transistoren wirksam wird.
Das für bidirektionale Abtastung und auch für Frequenzvervielfachung wichtige Impulsverhältnis kann durch Abstimmung des Oszillatorschwingkreises 9 oder des Schwingkreises 8 des Abtastkopfes auf 1:1 gebracht werden. Für die Funktion der Schaltungsanordnung ist in weiten Grenzen nicht die Frequenzkonstanz verantwortlich, sondern das Abstimmungsverhältnis der Oszillatorfrequenz zur Kreisfrequenz des Abtastschwingkreises.
Die Schaltungsanordnung für einen Hochfrequenzimpulsgeber arbeitet auch bei Impulsfrequenzen, die gegen Null gehen, bei der sogenannten Nullfrequenz. Bei Stillstand der Impulsscheibe könnten z. B. wie beim lichtelektrischen Impulsgeber durch Erschütterungen oder Vibrationen der Impulsscheibe nicht erwünschte Impulse entstehen. Diese werden dadurch vermieden, daß dem Oszillator eine elektrische Hysterese durch entsprechende Dimensionierung eines Begrenzungseffekts, beispielsweise durch Widerstände, gegeben wird. Abstimmung und Hysterese gestatten es außerdem auch bei Zahnformen, die mechanisch nicht dem Impulsverhältnis 1:1 entsprechen, dieses Impulsverhältnis einzustellen.

Claims

Patentansprüche: 1. Magneto-elektrische Tastschaltung für einen Oszillator, bei der die Resonanzfrequenzen eines Oszillatorschwingkreises und eines zweiten Schwingkreises im Rückkopplungsweg des Oszillators zur Verhinderung eines Schwingens des Oszillators aufeinander abgestimmt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß beim Vorbeibewegen eines ferromagnetischen Körpers (5) am Abtastkopf der Fluß eines Magneten (3) über einen Ferritkern (2) einer im zweiten Schwingkreis liegenden Spule (1) geschlossen und dabei dieser Schwingkreis so verstimmt wird, daß die Schwingungen des Oszillators ein- oder aussetzen.
2. Tastschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwingkreis (1,-7) ein Parallelschwingkreis ist.
3. Tastschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwingkreis (1, 7) ein Reihenschwingkreis ist.
4. Tastschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern (2) der Spule (1) an einem Pol des Magneten (3) befestigt ist und daß der andere Pol des Magneten (3) in die Nähe des am Abtastkopf vorbeibewegten, das Magnetfeld beeinflussenden ferromagnetischen Körpers (5) kommt.
5. Tastschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromagnet (3) verwendet wird.
6. Tastschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke des gesamten magnetischen Kreises durch einen magnetischen Nebenschluß (6) abgestimmt wird.
7. Tastschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern (2) nicht vormagnetisiert ist. B. Tastschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der impulsauslösende ferromagnetische Körper (5) nicht vormagnetisiert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1163 200.