DE1192697B - Magnetkernschalter - Google Patents

Magnetkernschalter

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DE1192697B
DE1192697B DEN21633A DEN0021633A DE1192697B DE 1192697 B DE1192697 B DE 1192697B DE N21633 A DEN21633 A DE N21633A DE N0021633 A DEN0021633 A DE N0021633A DE 1192697 B DE1192697 B DE 1192697B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amplifier element
transistor
state
pulse
core
Prior art date
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Pending
Application number
DEN21633A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Van Baardewijk
Johannes Baptist Krijnen
Gerrit Hilbertus Schouten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1192697B publication Critical patent/DE1192697B/de
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/45Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of non-linear magnetic or dielectric devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/313Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductor devices with two electrodes, one or two potential barriers, and exhibiting a negative resistance characteristic
    • H03K3/315Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductor devices with two electrodes, one or two potential barriers, and exhibiting a negative resistance characteristic the devices being tunnel diodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)

Description

  • Magnetkernschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkernschalter mit einem Kern aus magnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife und mit einem elektronischen Verstärkerelement, dessen Ausgang und dessen Eingang mit auf dem Kern angebrachten Wicklungen verbunden sind und bei dem, nachdem der Kein durch einen Aktivierungsimpuls in einen bestimmten Remanenzzustand gesetzt ist, ein Auslöseimpuls mit umgekehrter magnetischer Wirkung derartige Spannungen in die Wicklungen induziert, daß das Verstärkerelement in den stromleitenden Zustand geführt wird und von dem Ausgang nach dem-Eingang des Verstärkerelementes eine positive Rückkopplungsspannung rückgeführt wird, welche das Verstärkerelement so lange leitend hält, bis der Kern in umgekehrter Richtung gesättigt ist.
  • Solche Schaltungen finden z. B. bei linearen Zählschaltungen, Schieberegistern, Verteilungsschaltungen und logischen Schaltungen zum Durchführen arithmetischer Operationen Verwendung.
  • Bei einer solchen bekannten Magnetkernschaltung leitet der zu regenerierende Impuls, nachdem die Schaltung in den erforderlichen bestimmten Zustand versetzt ist, seine Regenerierung selbst ein, die hinsichtlich Dauer und Form von der Bemessung der Schaltung abhängig ist. Die Dauer des von der Schaltung regenerierten Impulses ist somit eine von der Schaltung bestimmte Größe.
  • Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der die Dauer des regenerierten Impulses beliebig einstellbar ist, d. h. daß mit der gleichsam monostabil arbeitenden Impulsregenerierung bistabil gearbeitet werden kann.
  • Der Magnetkemschalter nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Verstärkerelement mit einem zweiten elektronischen Verstärkerelement zu einer Schaltung vereinigt ist, welche zwei stabile Zustände aufweist, und, nachdem das erste elektronische Verstärkerelement in den stromleitenden Zustand geführt ist, dieser Zustand nach Sättigung des Kernes stabil erhalten bleibt, bis das erste Verstärkerelement durch einen Rückstellimpuls in den nicht stromleitenden stabilen Zustand rückgeführt wird.
  • Gemäß der Erfindung ist es nun auf einfache Weise möglich, einen Magnetkernschalter mit Impulsregenerierung zu schaffen, bei dem das elektronische Verstärkerelement ein Transistor eines bestimmten Leitungstyps ist, der den beabsichtigten Zweck erfüllt und im Ruhezustand, d. h. im Zustand zwischen zwei Regenerationszyklen, keinen Speisestrom verbraucht. Diese Schaltung ist gemäß Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elektronischeVerstärkerelement ein Transistor von entgegengesetztem Leitungstyp ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert. F i g. 1 zeigt eine bekannte Impulsregenerierschaltung; F i g. 2 zeigt ein Beispiel einer Schaltung nach der Erfindung, während F i g. 3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung darstellt.
  • In den Figuren sind einander entsprechende Schaltungselemente mit den gleichen Bezugsziffem bezeichnet.
  • In F i g. 1 bezeichnet 1 einen Kein aus magnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife. Der Kein ist mit Wicklungen 2 bis 5 versehen. Ein Punkt gibt das Ende jeder Wicklung an, das bei einer positiven Kraftflußänderung des Kerns positiv in bezug auf das andere Ende ist. Eine Impulsquelle 6 kann der Wicklung 2 Aktivierungsimpulse zuführen, um den Kein in den positiven Remanenzzustand zu bringen. Die während dieses Umklappvorganges des Remanenzzustandes in den anderen Wicklungen induzierten Spannungen sind positiv, so daß die Spannung der mit der Wicklung 4 verbundenen Basis 7 des Transistors 8 in bezug auf den mit Erde verbundenen Emitter 9 erhöht wird und der Transistor nicht leitend bleibt. Der Kollektor 10 ist über die Wicklung 5 und einen Belastungswiderstand 11 mit der Minusklemme einer nicht dargestellten Speisequelle verbunden. Der Strom durch den Transistor 8 in leitendem Zustand fließt vom Emitter 9 zum Kollektor 10 und über die Wicklung 5 und den Widerstand 11 zur Speisequelle. Der Kollektorstrom wirkt über die Wicklung 5 magnetisch auf den Kein 1 ein und magnetisiert ihn im negativen Sinne.
  • Beim Umklappen der Remanenz aus dem positiven Zustand in den negativen Zustand sind die in den Wicklungen 2 bis 5 induzierten Spannungen negativ. Die Basis des Transistors 8 ist gleichfalls negativ in bezug auf den Emitter, weil die in der Wicklung 4 induzierte Spannung im Absolutwert größer als die an das andere Ende der Wicklung 4 angelegte geringe positive Vorspannung ist. Der Transistor 8 ist dann im leitenden Zustand, und der Kollektorstrom magnetisiert den Kern in negativem Sinne. Die Schaltung ist auf bekannte Weise so bemessen, daß der Kollektorstrom unter der Steuerung der in der Wicklung 4 induzierten negativen Spannung aufrechterhalten bleibt, bis der Kein im negativen Sinne gesättigt ist und die in der Wicklung 4 induzierte Spannung verschwindet. Unter der Steuerung der positiven Vorspannung in Reihe mit der Wicklung 4 geht der Transistor dann in den nicht leitenden Zustand über, während der Kollektorstrom zu fließen aufhört. Der Kein befindet sich jetzt im negativen Remanenzzustand. Die Umklappzeit des Remanenzzustandes der Kernes wird von der Spannung bestimmt, die über einer Wicklung des Kernes auftreten kann. In der geschilderten Schaltung ist die Spannung über der Wicklung 4 während des Umklappvorganges praktisch konstant, so daß die Dauer des regenerierten Impulses vom Wert dieser Spannung bestimmt wird. Im allgemeinen wird die Dauer des Regenerationszyklus von den Elementen der Schaltung, z. B. dem Transistor, dem Kein, der Windungszahl der Wicklungen usw., bestimmt.
  • Eine Impulsquelle 12 führt der Wicklung 3 Auslöseimpulse zu, welche die Ummagnetisierung des Kernes einleiten. Diese Impulse, deren Dauer im allgemeinen kürzer als die Dauer des Regenerationszyklus ist, magnetisieren den Kein im negativen Sinne. Befindet sich der Kein im negativen Remanenzzustand, so ist die von einem Impuls der Quelle 12 herbeigeführte Kraftflußänderung nur gering, weil der Kraftfluß den praktisch flach verlaufenden Sättigungszweig der Hystereseschleife durchläuft. Die in der Wicklung 4 induzierte Spannung ist in diesem Fall zu gering, um den Zustand des Transistors 8 zu ändern. Tritt ein Impuls der Quelle 12 auf, nachdem der Kein von einem Aktivierungsimpuls der Quelle 6 in den positiven Remanenzzustand versetzt ist, so durchläuft der Kraftfluß nach dem Knick den steilen Teil der Hystereseschleife, und es tritt eine große Änderung des Kraftflusses auf. Die in den Wicklungen 2 bis 5 induzierten Spannungen sind negativ, während die in der Wicklung 4 induzierte Spannung im Absolutwert größer als die angelegte Vorspannung ist. Der Transistor wird leitend und erzeugt in der vorstehend beschriebenen Weise einen Impuls bestimmter Dauer. F i g. 2 stellt ein Beispiel einer Schaltung nach der Erfindung dar, bei dem der Transistor 8 nach Ablauf des Regenerationszyklus im leitenden Zustand bleibt, bis ein Rückstellimpuls aus der Impulsquelle 13 ihn in den nichtleitenden Zustand versetzt. Die Schaltung enthält einen zweiten Transistor 14, dessen Basis und Kollektor über Widerstände 15 und 16 auf die Weise einer bistabilen Schaltung mit dem Kollektorkreis bzw. der Basis des Transistors 8 verbunden sind. Im Ruhezustand der Schaltung, d. h. im Zustand zwischen zwei Regenerationszyklen, ist der Transistor 14 im leitenden Zustand, während der Transistor 8 nicht leitend ist.
  • Die Wirkungsweise der Schaltung wird im folgenden beschrieben. Der erste Auslöseimpuls aus der Quelle 12, der auftritt, nachdem der Kein 1 von einem Aktivierungsimpuls aus der Quelle 6 in den positiven Remanenzzustand gebracht ist, erzeugt auf die bereits beschriebene Weise eine derart negative Spannung an der Basis, daß der Transistor 8 leitend wird. Hierdurch steigt das Potential des Verbindungspunktes des Widerstandes 11- und der Wicklung 5 an. Dieser Potentialanstieg wirkt über den Spannungsteiler 15 bis 17 auf die Basis des Transistors 14 ein. Der den Transistor 14 durchfließende Strom nimmt ab. Infolgedessen steigt einerseits das Potential des gemeinsamen Emitterabschluß, der über den Widerstand 18 mit Erde verbunden ist, und sinkt andererseits das Potential des Kollektors des Transistors 14, der über den Widerstand 19 mit der Minusklemme der Speisequelle verbunden ist. Dieser Potentialabfall wirkt über den Spannungsteiler 16 bis 20 auf die Basis des Transistors 8 ein und unterstützt dabei die Wirkung der negativen Spannung der Wicklung 4. Sobald der Kraftfluß des Kernes unter der Steuerung des Kollektorstromes des Transistors 8 den flach verlaufenden negativen Sättigungszweig der Hystereseschleife erreicht hat, verschwindet die in der Wicklun- 4 induzierte Spannung. Der Transistor 14 ist inzwischen in den nicht leitenden Zustand übergegangen, wodurch die der Basis des Transistors 8 über den Spannungsteiler 19, 16, 20 zugeführte negative Spannung groß genug ist, um den Transistor 8 im leitenden Zustand zu halten. Der Kraftfluß des Kernes bleibt in einem Punkt des negativen Sättigungszweiges der Hystereseschleife aufrechterhalten. In Reihe mit der Wicklung 4 liegt eine Diode 21, die von der negativen Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 16 und 20 im nichtleitenden Zustand gehalten wird, um die positive Vorspannung von der Basis zu trennen.
  • An der Basis des Transistors 8 liegt eine Quelle 13 von Rückstellimpulsen. Ein Impuls aus dieser Quelle kann das Potential der Basis zeitweilig erhöhen, wodurch der Transistor 8 in den nicht leitenden Zustand übergeht und der Transistor 14 leitend wird. Der Transistor 14 hält den Transistor 8 im nicht leitenden Zustand. Ein Impuls der Quelle 12 kann den nächsten Regenerationszyklus einleiten, nachdem ein Impuls aus der Quelle 6 den Kein in den positiven Remanenzzustand gebracht hat.
  • F i g. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung, bei der beide Transistoren im Ruhezustand der Schaltung nicht leitend sind. Bei dieser Schaltung ist dem Transistor 8 ein zweiter Transistor 22 vom entgegengesetzten Leitungstyp zugesetzt. Im dargestellten Beispiel ist der Transistor 8 vom p-n-p-Leitungstyp und der Transistor 22 vom n-p-n-Leitungstyp. Der Emitter des Transistors 22 ist mit der Minusklemme der Speisequelle und der Kollektor über den Widerstand 23 mit der Plusklemme einer zweiten nicht dargestellten Speisequelle verbunden. Die Rückkopplung des Transistors 8 auf den Transistor 22 und umgekehrt erfolgt über die Widerstände 15 und 16 auf ähnliche Weise wie in F i g. 2. Die Wirkungsweise der Schaltung ist weiter folgende. Wenn der Kein im positiven Remanenzzustand ist, leitet der erste Auslöseimpuls der Quelle 12 den Regenerationszyklus ein. Infolge der Tatsache, daß der Transistor 8 leitend wird, nimmt das Potential des Verbindungspunktes des Belastungswiderstandes 11 und der Wicklung 5 zu, während auch das Potential der über den Widerstand 15 mit dem Verbindungspunkt verbundenen Basis des Transistors 22 zunimmt. Infolgedessen wird der Transistor 22 leitend. Die Abnahme des Potentials des Kollektors des Transistors 22 wirkt über den Widerstand 16 auf die Basis des Transistors 8 ein und unterstützt dabei die Wirkung der in der Wicklung 4 induzierten negativen Spannung. Nachdem der Kraftfluß im Kern den negativen Sättigungszweig der Hystereseschleife erreicht hat, verschwindet die in der Wicklung 4 induzierte Spannung, und es ist das über den Widerstand 16 zugeführte negative Potential wirksam, um den Transistor 8 im leitenden Zustand zu halten. In diesem Zustand ist die Diode 21 wieder gesperrt. Der Transistor 8 hält seinerseits über den Widerstand 15 den Transistor 22 im leitenden Zustand. Die Schaltung läßt sich unter der Steuerung eines von der Quelle 13 der Basis des Transistors 8 zugeführten Impulses auf ähnliche Weise wie in F i g. 2 in den Ruhezustand bringen.
  • Die Dauer des Regenerationszyklus der Schaltung nach der Erfindung ist mittels des beliebig einstellbaren Zeitintervalls zwischen dem Auftreten eines Impulses aus der Quelle 12 und dem Auftreten eines Rückstellimpulses aus der Quelle 13 einstellbar.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Magnetkernschalter mit einem Kein aus magnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife und mit einem elektronischen Verstärkerelement, dessen Ausgang und dessen Eingang mit auf dem Kern angebrachten Wicklungen verbunden sind und bei dem, nachdem der Kern durch einen Aktivierungsünpuls in einen bestimmten Remanenzzustand gesetzt ist, ein Auslöseimpuls mit umgekehrter magnetischer Wirkung derartige Spannungen in die Wicklungen induziert, daß das Verstärkerelement in den stromleitenden Zustand geführt wird und von dem Ausgang nach dem Eingang des Verstärkerelementes eine positive Rückkopplungsspannung rückgeführt wird, welche das Verstärkerelement so lange leitend hält, bis der Kein in umgekehrter Richtung gesättigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Verstärkerelement mit einem zweiten elektronischen Verstärkerelement zu einer Schaltung vereinigt ist, welche zwei stabile Zustände aufweist, und, nachdem das erste elektronische Verstärkerelement in den stromleitenden Zustand geführt ist, dieser Zustand nach Sättigung des Kernes stabil erhalten bleibt, bis das erste Verstärkerelement durch einen Rückstellimpuls in den nicht stromleitenden stabilen Zustand rückgeführt wird.
  2. 2. Magnetkernschalter nach Anspruch 1, bei dem das erste elektronische Verstärkerelement ein Transistor ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elektronische Verstärkerelement ein Transistor von entgegengesetztem Leitungstyp ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1051905, 1093 412,1094 302.
DEN21633A 1961-05-31 1962-05-26 Magnetkernschalter Pending DE1192697B (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DEN21633A Pending DE1192697B (de) 1961-05-31 1962-05-26 Magnetkernschalter

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1051905B (de) * 1957-03-22 1959-03-05 Philips Nv Einrichtung mit einer bistabilen Kippschaltung und einer von ihr gesteuerten, veraenderlichen Impedanz
DE1093412B (de) * 1959-06-19 1960-11-24 Standard Elektrik Lorenz Ag Bistabile Kippschaltung, insbesondere fuer Fernmeldeanlagen
DE1094302B (de) * 1959-09-23 1960-12-08 Siemens Ag Bistabiler Einfachstromschalter mit zwei in Reihe geschalteten mit ihren Emittern verbundenen Transistoren komplementaeren Leitfaehigkeitstyps

Patent Citations (3)

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DE1094302B (de) * 1959-09-23 1960-12-08 Siemens Ag Bistabiler Einfachstromschalter mit zwei in Reihe geschalteten mit ihren Emittern verbundenen Transistoren komplementaeren Leitfaehigkeitstyps

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