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Impulsgenerator zur Erzeugung von zeitlich versetzten Impulsen Zusatz
zum Patent: 1246 803 In Anlagen der Fernmeldetechnik werden in vielen Fällen Impulsgeneratoren
benötigt, welche jeweils an getrennten Ausgängen zeitlich gegeneinander versetzte
Impulse erzeugen.
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Das Hauptpatent betrifft einen derartigen Impulsgenerator zur Erzeugung
von zeitlich versetzten Impulsen, die jeder an einem eigenen Ausgang auftreten,
bei dem ferromagnetische Kerne mit rechteckiger Hysteresisschleife verwendet werden,
welche nach Anschalten von auf ihnen aufgebrachten, untereinander in Serie geschalteten
Spulen an eine Speisespannungsquelle nacheinander ummagnetisiert werden. Dieser
Impulsgenerator beruht auf dem Prinzip, daß die Spulen der einzelnen ferromagnetischen
Kerne zusammen mit Kondensatoren eine aus untereinander gleichen Vierpolen mit jeweils
einer Längsinduktivität und einer Querkapazität bestehende Kettenschaltung bilden,
in welcher jeweils die die zeitlich aufeinanderfolgende Umladung der in den einzelnen
Querstromzweigen angeordneten Kondensatoren bewirkenden Ströme, die durch sämtliche
in der Kettenschaltung vorangehenden Spulen fließen und dabei jeweils den dem betreffenden
Kondensator unmittelbar vorangehenden ferromagnetischen Kern ummagnetisieren, die
zeitlich versetzten Impulse erzeugen.
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Die Erfindung bezweckt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstands
des Hauptpatents; sie besteht darin, daß in einem Impulsgenerator gemäß dem Hauptpatent
(deutsche Patentschrift 1246 803) die während der Umladung der einzelnen Kondensatoren
auftretenden Stromstöße als zeitlich versetzte Impulse in den Querstromzweigen ausgenutzt
werden, in denen jeweils ein mit einem Verbraucher verbundenes Ausgangsklemmenpaar
des Impulsgenerators eingefügt ist.
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An Hand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert.
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In F i g. 1 ist ein Impulsgenerator dargestellt, welcher gemäß der
Erfindung aufgebaut ist. Er enthält eine Kettenschaltung von Vierpolen mit jeweils
einer Längsinduktivität L und einer Querkapazität C. Die Spulen L sind jeweils auf
einem Kern K mit rechteckiger Hysteresisschleife aufgebracht. In jedem der jeweils
einen Kondensator C enthaltenden Querstromzweige liegt ein Ausgangsklemmenpaar A
des Impulsgenerators. Im unbelasteten Zustand sind die beiden Ausgangsklemmen eines
solchen Klemmenpaares niederohmig miteinander verbunden; ein an einen Ausgang A
des Impulsgenerators angeschlossener Verbraucher V ist zwischen den betreffenden
Ausgangsklemmen eingefügt. Die Kettenschaltung der Reaktanzvierpole ist eingangsseitig
über einen Umschaltkontakt u an eine Gleichspannungsquelle angeschaltet.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise des in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen
Impulsgenerators sei angenommen, daß in einem Vorbereitungsvorgang durch die Anschaltung
der Speisespannungsquelle in der in F i g. 1 dargestellten Art und Weise die Kondensatoren
C entsprechend aufgeladen worden sind, wobei während des Ladevorganges ein solcher
Strom durch die Spulen L geflossen ist, daß die ferromagnetischen Kerne K in den
negativen magnetischen Sättigungsbereich gelangten und nunmehr, d. h., nachdem kein
Ladestrom über die Kondensatoren mehr fließt, im Zustand negativer magnetischer
Remanenz verharren.
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Der Impulsgenerator wird nunmehr durch die Umschaltung des Kontaktes
u, durch die eine Speisespannung mit zu der Vorbereitungsspannung entgegengesetzter
Polarität an die Kettenschaltung der einzelnen Vierpole angeschaltet wird, angelassen.
Diese Umkehr der Polarität zieht eine schrittweise Umladung der einzelnen Kodensatoren
C nach sich. Die die zeitlich aufeinanderfolgende Umladung der in den einzelnen
Querstromzweigen angeordneten Kondensatoren C bewirkenden Ströme fließen dabei durch
sämtliche in der Kettenschaltung vorangehenden Spulen L und bewirken dabei jeweils
eine überführung des dem betreffenden Kondensator C unmittelbar vorangehenden ferromagnetischenKernes
K von dem Zustand negativer Remanenz in den positiven Sättigungszustand. Während
der Zeit der Ummagnetisierung des ferromagnetischen Kernes K hat die Spule L infolge
der hohen Permeabilität des
Kernmaterials einen relativ hohen induktiven
Widerstand. Trotz des relativ niedrigen kapazitiven Widerstandes des nachfolgenden
Querkondensators C fließt daher in dem Querstromzweig während des Ummagnetisiervorganges
nur ein sehr geringer Strom. Nachdem jedoch der ferromagnetische Kern K in den positiven
magnetischen Sättigungszustand gelangt ist, gehen die Permeabilität des Kernmaterials
und damit der induktive Widerstand der Spule L auf einen sehr kleinen Wert zurück.
Dies hat zur Folge, daß nunmehr in dem nachfolgenden Querstromzweig ein die Aufladung
des dort angeordneten Kondensators C bewirkender Stromstoß auftritt, der als einer
der zeitlich versetzten Impulse an dem zugehörigen Ausgangsklemmenpaar A ausgenutzt
werden kann.
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Nach dem Auftreten dieses Impulses, d. h., nachdem der in dem betreffenden
Querstromzweig angeordnete Kondensator C aufgeladen ist, liegt numnehr an dem Eingang
des nachfolgenden Vierpols der Kettenschaltung eine solche Spannung an, daß eine
Ummagnetisierung des ferromagnetischen Kernes der Längsinduktivität dieses nachfolgenden
Vierpols beginnt. Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich dabei bei diesem Vierpol
und danach auch bei den weiteren Vierpolen der Kettenschaltung, so daß nacheinander
die in den einzelnen Querstromzweigen angeordneten Kondensatoren stoßartig umgeladen
werden und damit an dem Ausgangsklemmenpaar A die Umladungsstromstöße als zeitlich
gegeneinander versetzte Impulse auftreten.
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Nach einem vollen Durchlauf der Kette müssen die ferromagnetischen
Kerne K und Kondensatoren C wieder in ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden,
was durch Anschalten einer zur Betriebsspannung entgegengesetzt gepolten Vorbereitungsspannung
bewirkt wird. Hierzu ist in der Schaltungsanordnung nach Fi g. 1 lediglich der Kontakt
u in seine Ruhelage zurückzuführen. Will man- vermeiden, daß auch während der Rückstellung,
der Vierpolkette an den Ausgängen A des Impulsgenerators Impulse auftreten, so können
parallel zu den Ausgangsklemmen der einzelnen Klemmenpaarä Richtleiter geschaltet
werden, welche für die bei der Rückladung der einzelnen Kondensatoren erzeugten
Impulse, die ja eine zu den ursprünglichen Impulsen entgegengesetzte Polarität besitzen,
jeweils einen sehr niedrigen Widerstand darstellen und daher die zwischen den Ausgangsklemmen
eingefügten Verbraucher für diese Impulse kurzschließen. In F i g. 1 ist die Anordnung
derartiger Richtleiter nicht dargestellt; dies wird vielmehr an Hand der unten näher
erläuterten F i g. 3 gezeigt.
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Bei dem vorstehend an Hand der Fi g. 1 beschriebenen erfindungsgemäßen
Impulsgenerator tritt bei jedem Durchlauf an jedem seiner Ausgänge einer der zeitlich
versetzten Impulse auf. Es kann jedoch gegebenenfalls zweckmäßig sein, daß die Abgabe
von solchen zeitlich versetzten Impulsen an den einzelnen Ausgängen eines Impulsgenerators
willkürlich gesteuert werden kann, d. h., daß die zeitlich versetzten Impulse nicht
an allen Ausgängen, sondern nur an einem oder mehreren bestimmten Ausgängen auftreten.
Zu einer solchen willkürlichen Steuerung der Impulsabgabe an den einzelnen Ausgängen
kann nun gemäß weiterer Erfindung an jeden der Ausgänge des Impulsgenerators der
eine Eingang eines mit seinem anderen Eingang an einen Steuereingang und mit seinem
Ausgang an einen steuerbaren Impulsausgang geschalteten Koinzidenzgatters angeschaltet
sein.
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F i g. 2 läßt den prinzipiellen Aufbau eines derartigen Impulsgenerators
gemäß weiterer Erfindung erkennen. In dem in F i g. 2 dargestellten Blockschaltbild
ist der ursprüngliche erfindungsgemäße Impulsgenerator zur Erzeugung von zeitlich
versetzten Impulsen, wie er an Hand der F i g. 1 beschrieben wurde, mit IG bezeichnet;
er besitzt die Ausgänge A, die hier die Ausgangsklemmenpaare A des Impulsgenerators
nach F i g. 1 symbolisieren. An jeden dieser Ausgänge A ist der eine Eingang eines
Koinzidenzgatters G angeschlossen. Der andere Eingang des Koinzidenzgatters G, dessen
Ausgang zu einem steuerbaren Impulsausgang A' des Impulsgenerators IG' gemäß weiterer
Erfindung führt, ist an einen Steuereingang E des Impulsgenerators IG' angeschlossen.
Die an den Ausgängen A des Impulsgenerators IG erzeugten, zeitlich gegeneinander
versetzten Impulse werden den Koinzidenzgattern G zugeführt; dabei können sie ein
Auftreten von Impulsen an den zugehörigen steuerbaren Impulsausgängen A' des Impulsgenerators
IG' nur dann bewirken, wenn jeweils an dem Steuereingang E des zugehörigen
Koinzidenzgatters G ein bestimmtes Kriterium auftritt, das das Koinzidenzgatter
bei Eintreffen des von dem Impulsgenerator IG abgegebenen Impulses übertragungsfähig
macht. Die zeitlich versetzten Impulse treten also nur an bestimmten Ausgängen des
Impulsgenerators IG' auf.
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Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, bei jedem Durchlauf des
Impulsgenerators IG nur an dem steuerbaren Impulsausgang des in Durchlaufrichtung
ersten, an seinem Steuereingang mit einem bestimmten Kriterium versehenen Koinzidenzgatters
einen Impuls abzugeben. Gemäß weiterer Erfindung kann dies dadurch erreicht werden,
daß nach Abgabe dieses Impulses die Abgabe weiterer Impulse an den steuerbaren Impulsausgängen
sämtlicher in der Durchlaufrichtung des Impulsgenerators folgender Koinzidenzgatter
verhindert wird. Eine solche Schaltungsanordnung läßt sich als Suchwähler zur Auswahl
der ersten im Anrufzustand bzw. Freizustand befindlichen Einrichtung aus einer größeren
Zahl von Einrichtungen verwenden, bei denen der Anruf- und Ruhezustand bzw. der
Frei- und Belegtzustand in beliebiger Weise verteilt sind. Das an einem Steuereingang
auftretende bestimmte Kriterium kennzeichnet dabei den Anruf- bzw. Freizustand der
diesem Steuereingang individuell zugeordneten Einrichtung; die gewählte Einrichtung
wird durch die Abgabe des einen Impulses markiert. Einzelheiten der weiteren Erfindung
werden im folgenden an Hand des in F i g. 3 dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels
für einen solchen Impulsgenerator näher erläutert.
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In dem in F i g. 3 dargestellten Impulsgenerator gemäß weiterer Erfindung
werden die Koinzidenzgatter G (nach F i g. 2) jeweils durch den Innenwiderstand
Ri des erfindungsgemäßen Impulsgenerators IG (nach F i g. 2) und einen parallel
zu den Klemmen des steuerbaren Impulsausganges A' angeordneten Schalter e gebildet.
Als Verbraucher sind zwischen die Klemmen der steuerbaren Impulsausgänge A' jeweils
Relais R eingefügt. Parallel zu den Klemmenpaaren der Ausgänge A des erfindungsgemäßen
Impulsgenerators ist jeweils ein Richtleiter
Rl geschaltet. Der
Schalter e einer Stufe des Impulsgenerators gemäß weiterer Erfindung, der beispielsweise
durch einen mechanischen Kontakt realisiert werden kann, schließt im Ruhezustand
den zugehöriigen steuerbaren Impulsausgang A' kurz, so daß die Abgabe eines der
zeitlich versetzten Impulse an den an diesem steuerbaren Impulsausgang A' angeschlossenen
Verbraucher R verhindert wird. Wenn sich dagegen eine der betreffenden Stufe des
Impulsgenerators individuell zugeordnete Einrichtung, die in F i g. 3 nicht besonders
dargestellt ist, die aber das an dem steuerbaren Impulsausgang A' angeschlossene
Relais R enthalten mag, beispielsweise im Anrufzustand befindet, ist der zugehörige
Schalter e geöffnet. Damit ist der Steuereingang des betreffenden Koinzidenzgatters
mit dem bestimmten Kriterium versehen. Beim Eintreffen eines der zeitlich versetzten
Impulse an dem Ausgang A des erfindungsgemäßen Impulsgenerators ist daher das Koinzidenzgatter
übertragungsfähig, so daß der Impuls auch an dem steuerbaren Impulsausgang A' auftritt.
Dieser Impuls gelangt daher auch in den zwischen den beiden Klemmen dieses steuerbaren
Impulsausganges A' eingefügten Verbraucher, nämlich das Relais R.
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Der Impulsgenerator nach F i g. 3 arbeitet also in der Weise, daß
nach Anschalten der Betriebsspannung an die Vierpolkette durch Umschalten des Kontakts
u in bereits geschilderter Weise die einzelnen Querkondensatoren C nacheinander
umgeladen werden, wobei die in den Querstromzweigen auftretenden Umladungsstromstöße
in den jeweils in einen Querstromzweig eingefügten Verbraucherrelais R so lange
keinen Stromimpuls hervorrufen können, als der zugehörige Schalter e geschlossen
ist.
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An dem steuerbaren Impulsausgang A' der in Durchlaufrichtung ersten
Stufe des Impulsgenerators, der eine im Anruf- bzw. Freizustand befindliche Einrichtung
zugeordnet ist und in der daher der Schalter e geöffnet ist, tritt dagegen einer
der zeitlich versetzten Impulse auf, da hier das durch den Innenwiderstand Ri und
den Schalter e gebildete Koinzidenzgatter für den an dem Ausgang A des erfindungsgemäßen
Impulsgenerators IG (nach F i g. 2) auftretenden Impuls übertragungsfähig
ist. Nach Abgabe dieses einen Impulses an dem steuerbaren Impulsausgang A' des in
Durchlaufrichtung des Impulsgenerators ersten, an seinem Steuereingang E mit einem
bestimmten Kriterium versehenen Koinzidenzgatters G wird nun die Abgabe weiterer
Impulse an den steuerbaren Impulsausgängen A' sämtlicher in der Durchlaufrichtung
des Impulsgenerators IG
folgender Koinzidenzgatter G verhindert. Bei dem in
F i g. 3 dargestellten Impulsgenerator IG' (nach F i g. 2) gemäß weiterer
Erfindung wird diese Verhinderung der Abgabe weiterer Impulse dadurch erreicht,
daß parallel zu den durch Richtleiter D voneinander entkoppelten, zwischen den Ausgangsklemmen
A' des Impulsgenerators IG' eingeschleiften Verbrauchern R eine Spule
WS mit ferromagnetischem Kern KS mit ausgeprägter Hysteresisschleife angeordnet
ist. Dieser Kern KS, der sich zunächst in seinem negativen magnetischen Remanenzzustand
befinden mag, wird bei der Abgabe des einen Impulses ummagnetisiert; damit überbrückt
dann die Spule WS sämtliche steuerbaren Impulsausgänge A'
des Impulsgenerators
IG', so daß an den weiteren steuerbaren Impulsausgängen A' auch dann keine
Impulse mehr auftreten können, wenn der jeweils zugehörige Schalter e geöffnet ist.
Die Zeitspanne, in der die Ummagnetisierung des ferromagnetischen Kernes KS vor
sich geht und in der die Spule WS daher einen relativ hohen induktiven Widerstand
aufweist, muß dabei größer als die Ansprechzeitspanne des als Verbraucher wirkenden
Relais R sein, dem gerade der eine Impuls zugeführt wird. Auf der anderen Seite
muß die für die Ummagnetisierung des Kernes KS benötigte Zeitspanne kleiner als
diejenige Zeitspanne sein, die zwischen dem Wirksamwerden zweier der zeitlich versetzten
Impulse an zwei aufeinanderfolgenden Ausgängen A des Impulsgenerators liegt. Bevor
nämlich der nächste der zeitlich versetzten Impulse an dem folgenden Ausgang A auftritt,
muß die Ummagnetisierung des ferromagnetischen Kernes KS beendet sein, womit die
Permeabilität des Kernmaterials und damit der induktive Widerstand der Spule WS
auf einen so kleinen Wert zurückgehen, daß die steuerbaren Impulsausgänge A' des
Impulsgenerators durch die Spule WS überbrückt werden.
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Nachdem dabei auch die Ansprechwicklung desjenigen als Verbraucher
dienenden Relais R überbrückt wird, dem gerade der eine Impuls zugeführt wird, muß
für das Relais gegebenenfalls ein besonderer Selbsthaltestromkreis vorgesehen werden.
Dies ist in F i g. 3 nicht besonders dargestellt.
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Um in dem Impulsgenerator nach F i g. 3 den Ausgangszustand wiederherstellen
zu können, ist auf dem ferromagnetischen Kern KS des in F i g. 3 dargestellten Impulsgenerators
eine weitere Spule WL aufgebracht, über die beim Schließen einer Löschtaste
TL ein Strom fließt der die Rückmagnetisierung des ferromagnetischen Kernes
KS bewirkt.