DE1271765B

DE1271765B - Circuit arrangement for suppressing interference pulses in query windings of magnetic cores

Info

Publication number: DE1271765B
Application number: DE19651271765
Authority: DE
Inventors: Bernd-Josef Siepmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-09-23
Filing date: 1965-09-23
Publication date: 1968-07-04

Description

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.Circuit arrangement for suppressing interference pulses in query windings of magnetic cores The invention relates to a circuit arrangement for suppression of interference pulses in query windings of magnetic cores with an approximately rectangular Hysteresis loop that usually has two windings each with the outputs two pulse distributors operated in a cyclical sequence are connected to partially generating stages and are linked to a compensation winding common to all consumers.

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.The interference in such circuits are caused by leakage inductances and the non-ideal rectangularity of the kernels caused and by the effective Switching edge of the pulses triggered. But they are very short and often only have a pulse duration of less than a microsecond, whereas the useful characters, the usually start with a short delay, always a longer pulse duration or have a larger amplitude. If the magnetic cores are not loaded, they switch fast and the useful characters have a large amplitude. But as soon as the entrance is loaded by a connecting cable or a parallel consumer, the core considerably attenuated, making the pulse duration longer and the pulse amplitude considerably becomes less. Since the amplitudes of the useful pulses are in the order of magnitude under load of the interference pulse amplitudes, there is a separation due to the amplitude differences not possible. Also, interference signal compensation is only possible through a suitable winding arrangement not possible because cores with input windings are arbitrary due to external wiring can be attenuated. Since there is also no differentiation by time selection, is a clear evaluation of the output pulses only when the Interfering impulses possible. On top of that, it is recommended that the exit characters only after The end of the counter impulses is to be regarded as a useful character, since after that no interference characters are the same Follow polarity more.

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.According to the invention is therefore for the suppression of interference pulses in such circuit arrangements are provided that in series with the read windings a diode and a suitably polarized winding of an additional magnetic core are connected whose control winding depends on the pulse currents of the counter and the current pulse is traversed by the compensation winding, and that immediately after setting the magnetic cores these are reset again, with the reset pulse for Compensation of an interference pulse occurring at the beginning of the query is used.

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.With the diode connected in series, all pulses, both Interference and useful pulses, at; for example negative polarity suppressed. To oppression of the remaining glitches with positive polarity is the one connected in series The winding of the additional core is polarized in such a way that apart from a glitch at the beginning of the interrogation all remaining glitches are compensated. This glitch at the beginning of the query is caused by the reset pulse that occurs when the magnet cores are reset, ineffective, so that by the series connection of the diode and the additional core as well by using the reset pulse, the useful character clearly differs from the interference pulses is separated.

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.Further details of the invention can be found in that shown in the drawing Embodiment emerges. It shows F i g. 1 schematically shows the useful and interference characters as well as the compensation of these interference characters by means of the additional kernel, F i g. 2 a possible circuit for suppressing the interference pulses.

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.In Fig. 1 is only of the order of magnitude of the pulse duration and the amplitude of the interference and useful characters is shown. The in F i g. 1, A shown Pulse corresponds roughly to the current pulse through the compensation windings of the individual Magnetic cores, while the in F i g. 1, B through the current pulse shown by, the Pulse distributors controlled windings of each magnetic core flows. Every switching edge which causes pulses in the compensation windings as well as in the counting windings on the interrogation windings, the so-called reading windings, interference pulses as they are in F i g. 1, C are shown. If the input is open, there are then the reading windings show the useful characters and interference characters shown in FIG. 1, D. As soon but the input is burdened, for example, by the capacitance of the feeder cable is, the useful and disruptive characters of FIG. 1 change due to the load. 1, D in pulses according to FIG. 1, E. In Fig. 1, F are the pulses in series shown with the reading windings switched winding of the additional core, the reason the polarity of this winding partially reverse polarity as the interference pulses according to fig. 1, C and, depending on the dimensioning of this winding, one of the same size or can have different amplitudes like the interference pulses on the reading winding. Due to the upstream connection of the additional core, there are different on the reading winding Amplitudes of the interference and useful pulses only the interference characters according to FIG. 1, G, by adding the impulses from F i g. 1, C and F i g. 1, F in reading windings of the magnetic cores arise. With an additional series connection of a diode The reading windings are now only associated with the one shown in FIG. 1, H hatched Impulse to effect, as, for example, the negative ones drawn here below Pulses are suppressed by the diode and the pulse needle at the beginning, as already mentioned is suppressed by the reset pulse.

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.In. F i g. 2 is a bistable multivibrator with the transistors Trsl and Trs2. The Kol lector circuit of the transistor Trsl is connected to the negative pole of the voltage source via the resistor R 2, while the output A is connected to the negative pole via the rectifier Gr5 and the resistor R 2. As long as the transistor Trsl is blocked, a current flows from the positive pole of the voltage source via a rectifier Gr3, the base of the transistor Trs 2, the resistors R 7 and R 1 to the negative pole of the voltage source. A rectifier Grl prevents part of the base current for the transistor Trs2 from flowing off via the output A. The transistor Trs2 is therefore conductive and, through its collector voltage, prevents the transistor Trs 1 from receiving base current via a resistor R 3. The rectifier Gr3, in conjunction with the resistors R 5 and R 6, ensures that the transistor that is currently not being activated is completely blocked. The point B lies on a working resistance of a counter, so that the current flows via the counter, rectifier Gr2, the resistor R1 to the negative pole of the voltage source via the rectifier Gr2 each time the counter is incremented.

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.If the transistor Trs2 is blocked, a current comes from the positive pole of the voltage source via the rectifier Gr3, the base of the transistor Trsl, the resistors R 3 and R 4 to the negative pole of the voltage source. As soon as the transistor Trsl is conductive, it applies voltage to output A; at the same time, the rectifier Grl ensures that the transistor Trs2 receives base current again after the end of the counter current. Character potential is therefore applied to the output with each clock pulse.

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.As soon as the reading windings L, which are shown in FIG. 2 between the points L-I- and L- are indicated, an output pulse occurs, it acts via the Diode Gr4 on the bases of the two transistors Trsl and Trs2 and causes the Transistor Trsl blocked and transistor Trs2 becomes conductive. The output A becomes so switched off again after each character. In the case of a sequence of pause characters, every single step is introduced by a short character, which makes the function the circuit is not influenced, as for example the one connected to output A. Sender does not respond to such short characters.

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.As already described in the introduction, there are windings in the reading L by the interrogation circuit interference pulses that must be suppressed in order to Evaluation of a clear output pulse. Since the diode Gr4 all Pulses, both useful and interference pulses, for example negative polarity, suppressed and the short glitch at the beginning of the compensation pulse when resetting the multivibrator through the counter current Z1, d. H. by the short that occurs here Reset pulse, is suppressed and therefore does not cause any disturbance, must only nor the second positive interference pulse caused by the falling edge of the counting pulses is triggered when the flip-flop is reset (Fig. 1, C), can be eliminated.

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.To suppress this glitch is in series with the reading windings L an additional magnetic core M arranged with a winding W 2, which has a second winding W1 from the pulses Z2 of the counter and from the compensation pulses K is flowed through. Since in the winding WI a summation of the individual pulses takes place, the ratio of the number of turns of the windings W1 and W 2 must be sufficient be chosen big. Since the core M can be, for example, a rectangular ferrite core, If the windings W1 and W2 are correctly dimensioned, there will be no magnetization reversal instead of. There are only impulses due to the reversible permeability of the core material, whereby similar interference pulses as with the query, for example by the counting currents, develop. If the windings W1 and W 2 are now selected so that, as in FIG. 1, F shown, the second interference pulse (F i g.1, C) opposite in polarity Impulse arises which has at least the same amplitude as that caused by the falling Edge of the counting pulse has generated pulse, the two compensate each other Pulses complete with the same amplitude, or a smaller negative one remains Remaining pulse that is suppressed by the diode Gr4.

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.Through the additional core connected in series with the reading windings L. M the remaining interference pulses are also eliminated, so that the useful pulse is unambiguous is separated from the disturbances. It is only important that the additional core is in the Sense amplifiers made from the same material or from a material with im saturated State of higher permeability exists like the interrogation cores.

Claims

Claim: Circuit arrangement for the suppression of interference pulses in interrogation windings of magnetic cores with an approximately rectangular hysteresis loop, each connected via two windings to the outputs of usually two cyclically operated pulse distributors of non-partial stages and linked to a compensation winding common to all consumers that in series with the reading windings (L) a diode (Gr4) and a suitably polarized winding (W2) of an additional magnetic core (M) is connected, the control winding (W1) of which from the pulse currents (Z2) of the counter and the current pulse (K) is traversed by the compensation winding, and that immediately after the setting of the magnetic cores, these are reset again, the reset pulse being used to compensate for an interference pulse occurring at the beginning of the interrogation.