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Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Störimpulsen in Abfragewicklungen
von Magnetkernen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung
von Störimpulsen in Abfragewicklungen von Magnetkernen mit annähernd rechteckförmiger
Hysteresisschleife, die über je zwei Wicklungen mit den Ausgängen von in der Regel
zwei in zyklischer Folge betätigten Impulsverteilern teilerfrernder Stufen verbunden
und mit einer allen Verbrauchern gemeinsamen Kompensationswicklung verknüpft sind.
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Die Störzeichen bei derartigen Schaltungen werden durch Streuinduktivitäten
und die nicht ideale Rechteckigkeit der Kerne hervorgerufen und durch die wirksame
Schaltflanke der Impulse ausgelöst. Sie sind aber sehr kurz und besitzen oft nur
eine Impulsdauer von weniger als einer Mikrosekunde, wogegen die Nutzzeichen, die
meist mit einer kurzen Verzögerung einsetzen, immer eine größere Impulsdauer oder
eine größere Amplitude haben. Sind die Magnetkerne unbelastet, dann schalten sie
schnell und die Nutzzeichen haben eine große Amplitude. Sobald aber der Eingang
durch ein Anschlußkabel oder einen Parallelverbraucher belastet ist, wird der Kern
erheblich gedämpft, wodurch die Impulsdauer länger und die Impulsamplitude erheblich
geringer wird. Da bei Belastung die Amplituden der Nutzimpulse in der Größenordnung
der Störimpulsamplituden liegen, ist eine Trennung auf Grund der Amplitudenunterschiede
nicht möglich. Auch ist eine Störzeichenkompensation lediglich durch geeignete Wicklungsanordnung
nicht möglich, da Kerne mit Eingabewicklungen durch eine äußere Beschaltung willkürlich
bedämpft werden können. Da auch eine Unterscheidung durch Zeitselektion entfällt,
ist eine eindeutige Auswertung der Ausgangsimpulse nur bei einer Unterdrückung der
Störimpulse möglich. Obendrein empfiehlt es sich, die Ausgangszeichen erst nach
Ende der Zählerimpulse als Nutzzeichen anzusehen, da danach keine Störzeichen gleicher
Polarität mehr folgen.
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Erfindungsgemäß ist deswegen zur Unterdrückung von Störimpulsen in
derartigen Schaltungsanordnungen vorgesehen, daß in Reihe mit den Lesewicklungen
eine Diode und eine geeignet gepolte Wicklung eines zusätzlichen Magnetkerns geschaltet
ist, dessen Ansteuerwicklung von den Pulsströmen der Zähler und dem Stromimpuls
durch die Kompensationswicklung durchflossen ist, und daß unmittelbar nach dem Einstellen
der Magnetkerne diese wieder zurückgestellt werden, wobei der Rückstellimpuls zur
Kompensation eines zu Beginn der Abfragung auftretenden Störimpulses verwendet ist.
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Durch die in Reihe geschaltete Diode werden also alle Impulse, sowohl
Stör- wie Nutzimpulse, bei; spielsweise negativer Polarität unterdrückt. Zur Unterdrückung
der noch verbleibenden Störimpulse mit positiver Polarität ist die in Reihe geschaltete
Wicklung des Zusatzkerns so gepolt, daß außer einem Störimpuls zu Beginn der Abfragung
alle restlichen Störimpulse kompensiert sind. Dieser Störimpuls zu Beginn der Abfragung
wird durch den Rückstellimpuls, der beim Zurückstellen der Magnet= kerne auftritt,
unwirksam, so daß durch die Reihenschaltung der Diode und des Zusatzkerns sowie
durch die Verwendung des Rückstellimpulses das Nutzzeichen eindeutig von den Störimpulsen
getrennt ist.
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Nähere Einzelheiten zur Erfindung gehen aus dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel hervor. Es zeigt F i g. 1 schematisch die auftretenden Nutz-
und Störzeichen sowie die Kompensation dieser Störzeichen mittels des Zusatzkerns,
F i g. 2 eine mögliche Schaltung zur Unterdrückung der Störimpulse.
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In F i g. 1 ist lediglich größenordnungsmäßig die Impulsdauer und
die Amplitude der Stör- und Nutzzeichen dargestellt. Der in F i g. 1, A dargestellte
Impuls entspricht etwa dem Stromimpuls durch die Kompensationswicklungen der einzelnen
Magnetkerne, während der in F i g. 1, B gezeigte Stromimpuls durch die von, den
Impulsverteilern angesteuerten Wicklungen eines jeden Magnetkerns fließt. Jede Schaltflanke
der Impulse in den Kompensationswicklungen wie auch in den Zählwicklungen verursacht
an den Abfragewicklungen, den sogenannten Lesewicklungen, Störimpulse, wie sie in
F i g. 1, C dargestellt sind.
Bei offenem Eingang liegen dann an
den Lesewicklungen die in F i g.1, D dargestellten Nutz- und Störzeichen an. Sobald
aber der Eingang beispielsweise durch die Kapazität des Zuleitungskabels belastet
ist, ändern sich auf Grund der Belastung die Nutz- und Störzeichen der F i g. 1,
D in Impulse gemäß F i g. 1, E. In F i g. 1, F sind die Impulse an der in Reihe
mit den Lesewicklungen geschalteten Wicklung des Zusatzkerns gezeigt, die auf Grund
der Polung dieser Wicklung teilweise umgekehrte Polarität aufweisen wie die Störimpulse
gemäße F i g. 1, C und je nach der Dimensionierung dieser Wicklung eine gleich große
oder unterschiedliche Amplitude besitzen können wie die Störimpulse an der Lesewicklung.
Durch die Vorschaltung des Zusatzkerns liegen an der Lesewicklung bei unterschiedlichen
Amplituden der Stör- und Nutzimpulse nur noch die Störzeichen gemäß F i g. 1, G,
die durch die Addition der Impulse aus F i g. 1, C und F i g. 1, F in den Lesewicklungen
der Magnetkerne entstehen. Bei einer zusätzlichen Serienschaltung einer Diode zu
den Lesewicklungen kommt an dieser jetzt nur noch der in F i g. 1, H schraffierte
Impuls zur Wirkung, da beispielsweise die negativen, hier nach unten gezeichneten
Impulse durch die Diode unterdrückt werden und die Impulsnadel zu Beginn, wie schonerwähnt
durch den Rückstellimpuls unterdrückt ist.
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In. F i g. 2 handelt es sich um eine bistabile Kippstufe mit den Transistoren
Trsl und Trs2. Der Kol lektorkreis des Transistors Trsl liegt über dem Widerstand
R 2 an dem Minuspol der Spannungsquelle, während der Ausgang A über den Gleichrichter
Gr5 und den Widerstand R 2 mit dem Minuspol verbunden ist. Solange der Transistor
Trsl gesperrt ist, fließt ein Strom vom Pluspol der Spannungsquelle über einen Gleichrichter
Gr3, die Basis des Transistors Trs 2, die Widerstände R 7 und R 1 zum Minuspol
der Spannungsquelle. Durch einen Gleichrichter Grl ist dabei verhindert, daß ein
Teil des Basisstroms für den Transistor Trs2 über den Ausgang A abfließt.
Der Transistor Trs2 ist also leitend und verhindert durch seine Kollektorspannung,
daß der Transistor Trs 1 über einen Widerstand R 3 Basisstrom bekommt. Durch
den Gleichrichter Gr3 ist in Verbindung mit den Widerständen R 5 bzw. R 6 für ein
vollständiges Sperren des gerade nicht angesteuerten Transistors gesorgt. Der Punkt
B liegt an einem Arbeitswiderstand eines Zählers, so daß über dem Gleichrichter
Gr2 bei jeder Fortschaltung des Zählers der Strom über den Zähler, Gleichrichter
Gr2, den Widerstand R1 zum Minuspol der Spannungsquelle fließt.
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Wird der Transistor Trs2 gesperrt, so kommt ein Strom vom Pluspol
der Spannungsquelle über den Gleichrichter Gr3, die Basis des Transistors Trsl,
die Widerstände R 3 und R 4 zum Minuspol der Spannungsquelle zustande. Sobald der
Transistor Trsl leitend ist, legt er den Ausgang A an Spannung; gleichzeitig
ist über den Gleichrichter Grl dafür gesorgt, daß der Transistor Trs2 nach Ende
des Zählerstroms wieder Basisstrom bekommt. Es wird also mit jedem Taktimpuls Zeichenpotential
an den Ausgang gelegt.
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Sobald an den Lesewicklungen L, die in F i g. 2 zwischen den Punkten
L-I- und L- angedeutet sind, ein Ausgangsimpuls auftritt, wirkt dieser über die
Diode Gr4 auf die Basen der beiden Transistoren Trsl und Trs2 und bewirkt, daß der
Transistor Trsl gesperrt und der Transistor Trs2 leitend wird. Der Ausgang A wird
also nach jedem Zeichen wieder abgeschaltet. Bei einer Folge von Pausenzeichen wird
jeder einzelne Schritt durch ein kurzes Zeichen eingeleitet, wodurch die Funktion
der Schaltung nicht beeinflußt wird, da beispielsweise der an den Ausgang A angeschlossene
Sender auf so kurze Zeichen nicht anspricht.
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Wie bereits in der Einleitung beschrieben, entstehen in den Lesewicklungen
L durch die Abfrageschaltung Störimpulse, die unterdrückt werden müssen, um zur
Auswertung eines eindeutigen Ausgangsimpulses zu gelangen. Da die Diode Gr4 alle
Impulse, sowohl Nutz- wie Störimpulse, beispielsweise negativer Polarität, unterdrückt
und der kurze Störimpuls zu Beginn des Kompensationsimpulses bei der Rückstellung
der Kippstufe durch den Zählerstrom Z1, d. h. durch den hierbei auftretenden kurzen
Rückstellimpuls, unterdrückt ist und deswegen keine Störung verursacht, muß lediglich
noch der zweite positive Störimpuls, der durch die fallende Flanke der Zählimpulse
bei der Rückstellung der Kippstufe (F i g. 1, C) ausgelöst ist, beseitigt werden.
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Zur Unterdrückung dieses Störimpulses ist in Reihe mit den Lesewicklungen
L ein zusätzlicher Magnetkern M mit einer Wicklung W 2 angeordnet, der über eine
zweite Wicklung W1 von den Impulsen Z2 der Zähler und von den Kompensationsimpulsen
K durchflossen ist. Da in der Wicklung WI eine Summierung der einzelnen Impulse
stattfindet, muß das Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen W1 und W 2 ausreichend
groß gewählt sein. Da der Kern M beispielsweise ein Rechteckferritkern sein kann,
findet bei richtiger Dimensionierung der Wicklungen W1 und W2 keine Ummagnetisierung
statt. Es entstehen lediglich Impulse durch die reversible Permeabilität des Kernmaterials,
wodurch ähnliche Störimpulse wie bei der Abfragung, beispielsweise durch die Zählströme,
entstehen. Sind nun die Wicklungen W1 und W 2 so gewählt, daß, wie in F i g. 1,
F gezeigt, ein dem zweiten Störimpuls (F i g.1, C) in seiner Polarität entgegengesetzter
Impuls entsteht, der mindestens eine gleich große Amplitude, wie der durch die fallende
Flanke des Zählimpulses erzeugte Impuls besitzt, so kompensieren sich die beiden
Impulse bei gleich großer Amplitude vollständig, bzw. es bleibt ein kleiner negativer
Restimpuls übrig, der durch die Diode Gr4 unterdrückt wird.
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Durch den in Serie zu den Lesewicklungen L geschalteten Zusatzkern
M sind also auch die restlichen Störimpulse beseitigt, so daß der Nutzimpuls eindeutig
von den Störungen getrennt ist. Wichtig ist lediglich, daß der Zusatzkern in dem
Leseverstärker aus dem gleichen Material bzw. aus einem Material mit im gesättigten
Zustand höherer Permeabilität besteht wie die Abfragekerne.