DE1006462B - Kopplungsanordnung zur UEbertragung elektrischer Impulse - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf induktive Kopplungsschaltungen, die sich für die Übertragung rasch aufeinanderfolgender Impulse eignen.

Induktive Kopplungsschaltungen und Übertrager müssen in der Impulstechnik auf Grund des Belastungszyklus, dem die Kopplung unterworfen sein soll, bemessen und ausgelegt werden. Der Belastungszyklus ist dabei als Produkt aus der Impulswiederholungsfrequenz und der Impulsdauer definiert. Diese Definition des Belastungszyklus gründet sich jedoch auf die Voraussetzung, daß die Impulse zeitlich gleichförmig verteilt sind. Diese Impulsverteilung liegt aber bei vielen Impulssystemen nicht immer vor, so daß die Kopplungselemente auf die aufeinanderfolgenden Impulse nicht immer in gleicher Weise ansprechen. So kann es z. B. bei induktiver Kopplung geschehen, daß sich die Anordnung noch nicht völlig vom vorhergehenden Impuls erholt hat, wenn sie bereits auf den nächsten Impuls ansprechen soll. Auf diese Weise werden durch die induktive Kopplung Störungen hervorgerufen, wenn der Abstand der Impulse unter einen bestimmten Minimalwert absinkt. Dieser Minimalabstand ist durch die Erholungskennlinie der induktiven Kopplungsanordnung gegeben.

Es ist bekannt, die gegenseitige Beeinflussung aufeinanderfolgender Impulse zu vermeiden, indem zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufen ein w-gliedriges Koppelelement mit einem glockenförmigen Amplitudengang eingeschaltet wird.

Weiterhin ist eine Impulsübertragungsanlage für Kabelübertragung bekannt, bei der die Übertragungsleitung kapazitiv über einen Autotransformator an die steuernde Stufe angeschlossen ist. Es handelt sich bei dieser Schaltung um die Absorption von störenden Einschwingvorgängen, die auf fehlerhafte Kabelanpassung zurückzuführen sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Übertragung elektrischer Impulse hoher Impulsfolgefrequenz unter Zwischenschaltung eines Übertragers zur galvanischen Trennung der Stromkreise, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine induktive Kopplungsanordnung zu schaffen, deren Erholungszeit gegenüber bekannten Anordnungen vermindert ist. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Herabsetzung der für hohe Impulsfolgefrequenzen störenden langen Erholungszeit des Übertragers an dessen einer Wicklung parallel zu den beiden Klemmen ein Verzögerungsglied angeschlossen ist, das derart aufgebaut ist, daß es Impulse einer Polarität vollständig reflektiert, während es Impulse der anderen Polarität absorbiert.

Dieses Übertragungsglied kann ein Verzögerungsnetzwerk sein, das durch seinen Kennwiderstand abgeschlossen ist. Zur Unterdrückung der reflektierten

Kopplungsanordnung zur übertragung
elektrischer Impulse

Anmelder:

International Standard Electric
Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Oktober 1951

Warren A. Anderson, Nutley, N. J. (V. St. A.)_;
ist als Erfinder genannt worden

Energie bestimmter Polarität kann parallel zum Abschlußwiderstand eine Diode liegen, die die Umkehrung der Reflexion eines Eingangssignals bewirkt und weiterhin für die durch die erste Reflexion erzeugte rücklaufende Reflexion einen hohen Widerstand darstellt. Die Verzögerungsdaten des Übertragungsgliedes sind vorzugsweise so gewählt, daß die Verzögerungszeit gleich der halben Impulsdauer ist, so daß die mit entgegengesetztem Vorzeichen reflektierte Energie die induktive Rückkopplung der Kopplungsanordnung gerade aufhebt. Die Dauer des reflektierten Impulses ist gleich der Dauer des Eingangsimpulses und begrenzt damit die Erholungszeit der Kopplungsanordnung auf die Dauer eines Eingangsimpulses.

Diese und andere Merkmale der Erfindung werden an Hand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer bekannten induktiven Kopplungsschaltung mit Dämpfungswiderstand ;

Fig. 2 stellt schematisch eine Kopplungsanordnung gemäß der Erfindung dar, und

Fig. 3 gibt einige Kurven zur Erläuterung der Arbeitsweise und der Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung wieder.

Die Fig. 1 zeigt eine induktive Kopplungsschaltung herkömmlicher Art. Sie enthält eine Primärspule 1, die mit der Erregerschaltung 2 verbunden ist, und eine Sekundärspule 3, an die der Ausgangskreis 4 angeschlossen ist. Über der Sekundärspule 3 liegt

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ferner ein Dämpfungswiderstand 5, der die Aufgabe hat, die induktive Rückkopplung zwischen den Spulen 1 und 3 herabzusetzen. Die Kopplungsschaltung kann einen Übertrager mit Eisenkern enthalten oder auch zwei gekoppelte Luftspulen.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise dieser bekannten Anordnung sei angenommen, daß der Erregerkreis 2 einen Impuls der in Fig. 3, Zeile A, bei 6 dargestellten Art liefert, der an die Primärspule 1 angelegt wird.

lungsanordnung wird somit auf die Dauer der reflektierten Impulse verkürzt. Diese Anordnung gemäß der Erfindung kann also mit Impulsreihen betrieben werden, bei denen der Impulsabstand nur i, zu sein braucht, während nach einer Anordnung gemäß Fig. 1 die erheblich größere Zeit J₁ als Mindestabstand angesetzt werden muß. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es also, die Übertragung von Impulsen so weit zu beschleunigen, daß der Impulsabstand gleich der

Im Ausgangskreis erscheint der Impuls 6 so, wie es io Impulsdauer wird,
bei 6 α in Zeile B gezeigt ist. Ihm folgt ein negativer Es wurde gesagt, daß dem Verzögerungsnetzwerk 8

Ausgleichsimpuls 7. Die Gesamtfläche dieses Aus- vorzugsweise eine Verzögerungszeit zu geben ist, die gleichsimpulses, der die induktive Rückkopplung der die Hälfte der Dauer eines Eingangsimpulses beträgt. Anordnung darstellt, gleicht der Fläche des Impulses 6. Natürlich kann es aber auch eine andere elektrische Die Erholungszeit der Kopplungsanordnung ist durch 15 Länge besitzen. Wenn die Verzögerungszeit weniger die Dauer t, des negativen Impulses 7 bestimmt. Es als die Hälfte der Impulsdauer beträgt, so verkürzt

der reflektierte Impuls nicht nur die Ansprechzeit der Kopplungsanordnung, sondern beeinflußt auch die rückwärtige Flanke des Eingangsimpulses, d. h., er verkürzt den Eingangsimpuls. Es liegt somit eine Impulsformung vor, deren Maß von der gewählten Verzögerungszeit des Netzwerkes 8 abhängt.

Die Prinzipien der Erfindung wurden an Hand eines speziellen Ausführungsbeispiels klargelegt. Es ist damit weder eine Begrenzung des Wesens der Erfindung noch eine Beschränkung der Anwendungsmöglichkeiten verbunden.

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ist klar, daß ein zweiter Impuls, der in dieses Intervall fj fällt, durch den Impuls 7 verzerrt wird. Gemäß dem Stand der Technik beträgt daher der geforderte Minimalabstand zwischen den Impulsen t_v

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung. Man erkennt das reflektierende Übertragungsglied 8 in Gestalt eines Verzögerungsnetzwerkes, das aus den Induktivitäten 9 und den Kapazitäten 10 besteht. Seine Eingangsklemmen 11 und 12 liegen an einer der Spulen der induktiven Kopplungsanordnung, z. B. an Spule 3. Das Verzögerungsnetzwerk ist am anderen Ende durch den Widerstand 13 abgeschlossen, der gleich seinem Wellenwiderstand ist. Parallel zu diesem Widerstand liegt die Diode 14. Die elektrische Länge oder Verzögerungszeit des Übertragungsgliedes 8 ist vorzugsweise gleich der halben Dauer des Eingangsimpulses 6 gewählt.

Es sei nun angenommen, daß über die Kopplungselemente 1 und 3 hinweg ein positiver Impuls, wie z. B. der Impuls 6 von Fig. 3, Zeile A, in das Übertragungsglied 8 hineingelange. Die Diode 14 stellt für diesen Impuls einen Kurzschluß dar, was eine Umkehrung der Polarität des reflektierten Impulses mit sich bringt. Da die Verzögerungszeit des Gliedes 8 gleich der halben Dauer des Impulses 6 ist, erscheint an den Klemmen 11, 12 unmittelbar nach dem positiven Impuls 6 a ein negativer Impuls 8 a (Fig. 3, Zeile C). Die Dauer des negativen Impulses 8 a, i₂, gleicht der doppelten elektrischen Länge des Verzögerungsnetzwerkes 8. Da die Erregerröhre des Kreises 2 gesperrt ist und die Primärspule damit offen ist, nimmt die Übertragerkopplung nicht alle Energie auf, die ihr vom Verzögerungsglied zugeführt wird. Ein bestimmter Anteil der in der beschriebenen Weise zugeführten Energie wird daher rückwärts in das Verzögerungsglied hineinreflektiert, und zwar mit derselben (negativen) Polarität, die der Impuls 8 a besitzt. Wenn diese Energie den Abschlußwiderstand erreicht, so wird sie in diesem Widerstand vernichtet, da die Diode 14 für den negativen Impuls hochohmig ist.

Aus dem Vorangegangenen geht klar hervor, daß durch das Verzögerungsglied 8 ein negativer Impuls an die Ausgangsklemmen der Spule 3 reflektiert wird und dadurch der induktiven Rückkopplung der Anordnung entgegenwirkt. Die Ansprechzeit der Kopp-

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für die Übertragung von Impulsen hoher Impulsfolgefrequenz unter Zwischenschaltung eines Übertragers zur galvanischen Trennung der Stromkreise, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung der für hohe Impulsfolgefrequenzen störenden langen Erholungszeit des Übertragers an dessen einer Wicklung parallel zu den beiden Klemmen ein Verzögerungsglied angeschlossen ist, das derart aufgebaut ist, daß es Impulse einer Polarität vollständig reflektiert, während es Impulse der anderen Polarität absorbiert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied am Ende mit einem Widerstand von der Größe des Wellenwiderstandes abgeschlossen ist und daß der Abschlußwiderstand durch einen Gleichrichter in der Weise überbrückt ist, daß für Impulse einer Polarität die Verzögerungsleitung am Ende durch den leitenden Gleichrichter kurzgeschlossen ist, während sie für Impulse der anderen Polarität bei gesperrtem Gleichrichter mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes gleich einem bestimmten Bruchteil der Dauer der zu übertragenden Impulse, vorzugsweise gleich der halben Dauer dieser Impulse, gewählt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 259 966, 108;

USA.-Patentschriften Nr. 2 525 454, 2 436 662.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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