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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Wechselstrom-Magnetgeneratoren und im
speziellen auf einen Generator für magnetische Wechselfelder mit einen transformatorlosen
Umrichter von der Eingangswechselspannung auf Gleichspannung, in Verbindung mit einer
Schalteranordnung und einem seriellen Resonanzschaltkreis mit eine Spulenanordnung um ein
induktives magnetische Wechselfeld mit einem niedrigen Arbeitszyklus zu erzeugen.
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Wechselstrominduktionsmagnetfeldgeneratoren werden für verschiedene
Signalverarbeitungsanwendungen verwendet, u. a. auch für Warenüberwachungssysteme. In Zusammenhang mit der
Warenüberwachung wird das magnetische Wechselfeld, das der Generator erzeugt, durch ein
Objekt verändert, welches einem abgestimmten Schwingkreis ähnelt, das sich an einem
Warenstück befindet, welches durch eine vorher bestimmte Gegend eines Handelsgeschäftes bewegt
wird.
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Es ist wünschenswert, daß die Induktionsmagnetfeldgeneratoren für solche
Überwachnungssysteme und für andere Systeme so preiswert und wirksam wie möglich sind. In der
Vergangenheit beinhalteten solche Magnetfeldgeneratoren vergleichsweise aufwendige
Leistungsversorgungsanordnungen, um die Erzeugung des gewünschten magnetischen Induktionswechselfeldes
zu ermöglichen. Typischerweise wurden lineare Leistungsverstärker verwendet, um die
gewünschte magnetische Feldstärke bei den erforderlichen Frequenzen, die typischerweise in der
60 kHz Gegend liegen, zu erzeugen. Lineare Verstärker jedoch erfordern große
Leistungstransformatoren, welche Größe, Gewicht und Kosten eines Induktionsmagnetfeldgenerators erhöhen.
Solche Generatoren, die dem Stand der Technik entsprechen, werden beispielsweise in den
US-Patenten US-A-4 300 183 und US-A-4 135 183 offenbart, das letztere US-A-4 135 183 bildet
die Grundlage für den Teil des Anspruches 1, der dem Stand der Technik entspricht.
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Größe und Gewicht von Generatoren für das erforderliche Magnetfeld können verringert werden
durch die Verwendung von Schaltverstärkern (getakteten Verstärkern). Ein grundlegender
Unterschied zwischen einem Schaltverstärker und einem linearem Verstärker ist, daß ein linearer
Verstärker kontinuierlich eine große Menge Energie speichert, die in Abhängigkeit von einem
Eingangssignal freigegeben wird. Ein Schaltverstärker speichert eine sehr viel kleinere
Energiemenge und gibt sie mit einer vergleichsweise hohen Frequenz ab. Schaltverstärker sind jedoch
vergleichsweise kompliziert, weil sie eine Referenzfrequenz im Logikbereich, welche die Schalter
des Verstärkers aktiviert, sowie eine modulierte (modulierbare) Frequenzquelle erfordern.
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Die vorliegende Erfindung, wie sie in Anspruch 1 dargelegt wird, stellt einen verbesserten, eine
Schaltanordnung beinhaltenden Induktionsmagnetfeldgenerator von vergleichsweise geringen
Kosten, niedrigem Gewicht und kleinem Volumen dar, der deshalb leicht in Handelsgeschäften
als Teil eines Warenüberwachungssystems installiert werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen neuen und verbesserten
Induktionmagnetfeldgenerator bereitzustellen, der mit Leistung durch einen transformatorlosen Wechsel- zu
Gleichstromumrichter (AC/DC-Wandler) versorgt wird und der nur anspricht auf eine einzige
Frequenzfestlegende Eingabe, und einen neuen und verbesserten Induktionmagnetfeldgenerator
bereitzustellen, der effizient Gleichstromenergie aus einem transformatorlosen Wechsel- zu
Gleichstromumrichter in Magnetfeldenergie umwandelt in einer Anordnung, die geringe Größe, geringes
Gewicht und niedrige Kosten hat.
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Der durch eine Eingangswechselspannung betriebene Induktionsmagnetfeldgenerator, wie er in
Anspruch 1 dargelegt ist, hat einen Arbeitszyklus, der wesentlich weniger als 50% ausmacht und
er erzeugt ein magnetisches Wechselfeld mit einer vorbestimmten Frequenz wobei ein
transformatorloser Wechsel- zu Gleichstromumrichter benutzt wird. Ein serieller Schwingkreis enthält
Spulen(-einrichtungen), um das Feld zu erzeugen. Die Schalteinrichtung wird aktiviert während
jeder "An"-Phase des Arbeitszyklusses und deaktiviert während jeder "Aus"-Phase des
Arbeitszyklusses des Magnetfeldes. Die Schalteinrichtung ist mit einer vorbestimmten Frequenz während
der "An"-Phase des Arbeitszyklusses aktiv und mit dem Schwingkreis sowie mit dem
Wechselzu Gleichstromumrichter verbunden, damit ein Resonanzstrom mit der vorbestimmten Frequenz
in dem seriellen Schwingkreis während jeder "An"-Phase des Arbeitszyklusses fließt, so daß die
Spulenanordnung das induktive Wechselmagnetfeld abgibt.
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Diese Anordnung hat mehrere Vorteile. Der transformatorlose Umrichter von der
Eingangswechselspannung auf Gleichspannung hilft, Kosten, Volumen und Gewicht des Generators zu
verkleinern. Die Schalteinrichtung und der Schwingkreis erlauben es, die Energie der
Leistungsversorgung sehr wirksam in ein Magnetfeld überzuleiten. Die Frequenz des Magnetfeldes wird
konstant gehalten, trotz der Tendenz der Bauteile des seriellen Schwingkreises leicht voneinander
von Generator zu Generator abzuweichen, weil die Schalteinrichtung mit der vorbestimmten
Frequenz aktiv ist, welche von der Spule abgegeben werden soll.
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In der bevorzugten Anwendungsform enthält der Umrichter von der Eingangswechselspannung
auf Gleichspannung erste und zweite Anschlüsse, von denen Gleichspannungen
entgegengesetzter Polarität in Bezug auf einen Abgriff (Stromabnehmer) abgeleitet werden. Die
Schalteinrichtung enthält erste und zweite Schalterelemente, die einen gemeinsamen Anschluß haben
und wahlweise leitende Pfade, die in Serie an die ersten und zweiten Anschlüsse des Umrichters
angeschlossen sind. Der serielle Schwingkreis ist zwischen den Stromabnehmer und den
gemeinsamen Anschluß geschaltet. Die Schalterelemente werden während jeder "An"-Phase des
Arbeitszyklusses so aktiviert, daß entgegengesetzte Halbwellen des Resonanzstromes
wechselweise in den ersten beziehungsweise zweiten Schalterelementen fließen.
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Jedes Schalterelement enthält vorzugsweise eine Halbleitereinrichtung mit einem wahlweise bei
der vorgegebenen Frequenz in Vorwärtsrichtung betriebenen Pfad, um einen stromführenden
Pfad zwischen einem Abgriff des Umrichters und dem gemeinsamen Anschluß zu erhalten. Der
wesentliche Strom fließt durch den Pfad in nur einer Richtung zwischen dem zuerst genannten
Anschluß und dem gemeinsamen Anschluß. Eine zu dem Pfad parallele Diodeneinrichtung ist so
gepolt, daß ein beträchtlicher Strom in der Diodeneinrichtung nur in der entgegengesetzten
Richtung wie in der Halbleitereinrichtung fließt. Die Pfade der Halbleitereinrichtungen werden
während jeder "An"-Phase des Arbeitszyklusses zu sich gegenseitig ausschließenden Zeiten in
Vorwärtsrichtung betrieben mit einer Totzeit, während der keines der Schalterelemente eine in
Vorwärtsrichtung betriebene Halbleitereinrichtung besitzt. Die Totzeit ist ausreichend, um die
Tendenz verschiedener serieller Schaltkreise verschiedener Generatoren, unterschiedliche
Resonanzfrequenzen zu haben, auszugleichen, so daß sinusförmige Stromwellen der
vorbestimmten Frequenz mit sehr niedriger Verzerrung in den verschiedenen Schwingkreisen fließen.
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In der bevorzugten Anwendungsform sind die Resonanzfrequenz des seriellen Schwingkreises
und die Aktivierungsfrequenz der Schalterelemente während jeder "An"-Phase des
Arbeitszyklusses ungefähr gleich der vorbestimmten Frequenz. Es versteht sich jedoch, daß eine
ungeradzahlige harmonische Beziehung zwischen der Aktivierungsfrequenz der ersten und
zweiten Schalterelemente und der Resonanzfrequenz des abgestimmten seriellen Schaltkreises
bestehen kann, zu Lasten eines geringen Verlustes im Wirkungsgrad, aber mit dem möglichen
Gewinn bei der Minimierung der Bauteilgrößen.
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Der magnetische Wechselfeldgenerator der vorliegenden Erfindung wird typischerweise in einem
Warenüberwachungssystem verwendet, welches Gegenstände detektiert, die Strukturen
enthalten, die das vom Generator erzeugte induktive magnetische Wechselfeld verändern. Wie oben
erwähnt, enthalten solche Systeme einen Empfänger für die vom Induktionsmagnetfeldgenerator
erzeugte vorgegebene Frequenz. Der Empfänger leitet erste und zweite unterschiedliche
Ansprechsignale ab, je nachdem ob ein Gegenstand mit der Struktur in einem Nachweisbereich
magnetisch an Generator und Empfänger gekoppelt ist oder nicht. Die Struktur, die die
Gegenstände oder Waren enthalten, spricht auf das von der Generatoreinrichtung ausgesandte
magnetische
Wechselfeld an, um magnetische Wechselfeldenergie einer vorgegebenen Frequenz in den
Empfänger einzukoppeln, nachdem die "An"-Phasen des Arbeitszyklusses der
Generatoreinrichtungen abgeklungen sind. Der Betrieb des Empfängers ist so mit dem Betrieb des Generators
synchronisiert, daß der Empfänger nur für ein vorgegebenes Intervall nach dem Abklingen der
"An"-Phasen des Arbeitszyklusses aktiviert ist, so daß der Empfänger vergleichsweise geschützt
gegen magnetische Feldstörungen ist, die während der überwiegenden Anzahl der "Aus"-Phasen
des Arbeitszyklusses auftreten.
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Die obigen und noch weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden deutlich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung einer ihrer besonderen
Ausführungsformen, insbesondere unter Heranziehung der begleitenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Warenüberwachungssystems mit einem
Magnetfeldgenerator, wie er der hier vorliegenden Erfindung entspricht;
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Fig. 2 ist das Diagramm eines Senderschaltkreises aus Fig. 1; und
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Fig. 3A-3E sind Wellenformen, die hilfreich sind, die Arbeitsweise von Fig. 2 zu beschreiben.
Die beste Art und Weise, die Erfindung auszuführen
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Bezug wird nun genommen auf Fig. 1 der Zeichnungen, in der ein Überwachungssystem, das
die vorliegende Erfindung mitbeinhaltet, abgebildet ist. Das Überwachungssystem besteht aus
einem durch eine Eingangswechselspannung betriebenen Induktionsmagnetfeldgenerator oder
Sender 11, bei dem das Verhältnis der "An"- zu den "Aus"-Phasen des Arbeitszyklusses
wesentlich kleiner als 50% ist. Während der Generator 11 in die "An"-Phase des Arbeitszyklusses
gebracht wird, gibt er ein erstes magnetisches Wechselfeld ab mit einer vorgegebenen Frequenz
von typischerweise 60 kHz. In der bevorzugten Anwendungsform beträgt die Arbeitsphase
ungefähr 6,4%. Dies wird dadurch erreicht, daß die "An"-Phase bzw. die "Aus"-Phase des
Arbeitszyklusses 1,6 beziehungsweise 23,4 Millisekunden dauern. Das durch den Generator 11
erzeugte Magnetfeld wird induktiv durch die Spulenanordnungen 12 und 13 , die sich an einer
Wand des zu überwachenden Bereiches befinden, ausgekoppelt.
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Der durch eine Eingangswechselspannung betriebene Magnetwechselfeldinduktionsempfänger
14 ist selektiv bzw. wahlweise empfänglich für das von Generator 11 erzeugte Magnetfeld.
Empfänger 14 enthält die nicht abgestimmten Anordnungen 15 und 16 der
Magnetfeldempfängerspulen, die an einer Wand angebracht sind, die der Wand gegenüberliegt, an der die Spulen 12
und 13 anbracht sind. Während die Spulen 12 und 13 das durch den Sender 11 erzeugte
Magnetfeld abgeben, besteht zwischen den Spulen 12 und 13 und mindestens einer der Spulen
15 und 16 eine induktive Kopplung durch das magnetische Wechselfeld. Während die Spulen 12
und 13 erregt werden, ist jedoch der Empfänger 14 effektiv von den Spulen 15 und 16 entkoppelt.
Ein zweites induziertes Magnetfeld mit einer festen vorgegebenen Frequenz, aber variabler Dauer
und Stärke wird an die Spulen 15 und 16 und den Empfänger 14 angekoppelt, sofort nachdem
die "An"-Phase des Arbeitszyklusses des Senders 11 abgeklungen ist, wenn ein Gegenstand, der
die magnetostriktive Karte 17 bzw. das Element 17 enthält, den Bereich zwischen den Wänden,
die die Spulen 12, 13 und 15, 16 enthalten, passiert. Das zweite Feld wird durch den Empfänger
14 detektiert und als zu dem Gegenstand gehörend erkannt, der sich zwischen den Spulen 12,
13 und 15, 16 bewegt.
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Die Karte 17 wird vorzugsweise gemäß den Darlegungen in U.S.-A-4,510,489 hergestellt.
Typischerweise hängt die Karte 17 an einer Ware bzw. einem Gegenstand, die bzw. der
detektiert werden soll durch eine Wechselwirkung zwischen Komponenten der Karte und dem
magnetischen Feld, das erzeugt wird durch den Generator 11 und durch den Empfänger 14 übernommen
wird. Die Karte 17 befindet sich normalerweise im aktivierten Zustand, in welchem sie tatsächlich
wie ein Widerstands-Induktivitäts-Kapazitäts-(RLC)-Schaltkreis wirkt, der auf das von Generator
11 erzeugte induktive magnetische Wechselfeld anspricht. Wenn ein Puls des ersten
Magnetfeldes beendet ist, senden wiederum die Bauelemente in der magnetostriktiven Karte 17 das zweite
Magnetfeld zurück, welches von Empfänger 14 detektiert wird. Die magnetostriktive Karte 17 wird
durch eine Bedienungskraft, wie zum Beispiel den Kassierer, deaktiviert, was bewirkt, daß das
von der Karte zurückgestrahlte induktive magnetische Wechselfeld vom Empfänger 14 nicht
feststellbar ist.
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Der Sender 11 und Empfänger 14 werden synchron aktiviert durch die Nulldurchgänge der
Wechselspannung der Leistungsversorgung 18 (Stromquelle bzw. Spannungsversorgung), um
dem Empfänger zu ermöglichen, auf das von Karte 17 rückgestrahlte Induktionsmagnetfeld nach
Vollendung einer "An"-Phase des Arbeitszyklusses anzusprechen. Indem die Arbeit von
Generator 11 und Empfänger 14 durch die Nulldurchgänge der Wechselspannung der
Leistungsversorgungsquelle 18 synchronisiert wird, müssen die elektronischen Schaltkreise im Generator und
im Empfänger nicht elektrisch verbunden sein, außer durch die Versorgungsleitung 19, die über
konventionelle Stecker 21 und 22 des Generators, beziehungsweise des Empfängers an diese
angeschlossen ist.
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Der Generator 11 enthält die Senderschaltkreise 23 und 30, um getrennt und gleichzeitig die
abgestimmten Spulen 12 und 13 mit einer 60 kHz Trägerwelle zu betreiben, die 6.4% der Zeit
eines Arbeitszyklusses in Anspruch nimmt, so daß die Spulen 12 und 13 für 1.6 Millisekunden mit
sinusförmigen Strömen einer vorgegebenen konstanten Frequenz von 60 kHz versorgt werden.
Während der folgenden 23.4 Millisekunden werden die Spulen 12 und 13 nicht durch die
Sendeschaltkreise 23 und 30 betrieben.
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Die Senderschaltkreise 23 und 30 sind identisch, wobei jeder einen transformatorlosen Umrichter
von der Eingangswechselspannung auf Gleichspannung und Schaltereinrichtungen, die die
Spulen 12 und 13 bei der 60 kHz Frequenz mit Strömen von entgegengesetzten Anschlüssen des
Wechsel-Gleichspannungskonverters während der "An"-Phase des Arbeitszyklusses versorgen,
enthält. Um dies zu erreichen, sprechen die Senderschaltkreise 23 und 30 direkt auf die
Wechselspannung der Leistungsversorgungsleitung 19 an, wie sie durch den Stecker 21 in Generator 14
eingekoppelt wird. Die Sendeschaltkreise 23 und 30 werden in den "An"-Phasen des
Arbeitszyklusses des Generators synchron mit den Nulldurchgängen der Spannung der
Versorgungsleitung 19, wie sie durch den Stecker 21 in den Generator 11 gekoppelt werden, aktiviert; dies
Ergebnis erreicht man durch die Verbindung des Nulldurchgangdetektors 24 mit Stecker 21, so
daß der Detektor bei jedem Nulldurchgang der Spannung der Versorgungsleitung 19 einen Impuls
erzeugt. Die vom Detektor 24 erzeugten, den Nulldurchgang anzeigenden Impulse werden in den
Frequenzerzeuger und -former, dessen Ausgänge die Senderschaltkreise 23 und 30 speisen,
eingekoppelt, damit die Senderschaltkreise aktiviert werden, um die 60 kHz Sendepulse zu
erzeugen, die 6.4% (der Zeit) eines Arbeitszyklusses in Anspruch nehmen.
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Die Bauteile im Nulldurchgangsdetektor 24 und im Frequenzerzeuger und -former 25 werden mit
Gleichstromleistung durch die Gleichstromversorgung 26 versorgt die durch den Stecker 21 an
Leitung 19 angeschlossen ist. Die Versorgung 19 ist nicht in der Lage, ausreichend Leistung zur
Verfügung zu stellen, um die notwendigen induktiven magnetischen Wechselfelder durch die
Spulen 12 und 13 zu erzeugen. Sie kann daher keine Leistungsversorgung für die Schaltkreise
23 und 30 sein.
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Die Senderschaltkreise 23 und 30 sprechen auf den Frequenzerzeuger und -former 25 an, so daß
beide Senderschaltkreise simultan aktiviert werden, um simultan die gleiche Frequenz während
der "An"-Phase jedes Arbeitszyklusses der Senderschaltkreise zu erzeugen. Während
aufeinander folgenden abwechselnden "An"-Phasen liefern die Senderschaltkreise 23 und 30 in-Phase
und außer-Phase Ströme an die Spulen 12 und 13. Folglich bewirken die von den
Senderschaltkreisen 23 und 30 an die Spulen 12 und 13 gelieferten Ströme während einer ersten
"An"-Phase des Arbeitszyklusses, daß Strom in die gleiche Richtung durch die Spulen fließt in
Bezug auf einen gemeinsamen Anschluß der Spulen. Während der nächsten, d. h. der zweiten
"An"-Phase des Arbeitszyklusses, fließen die von den Senderschaltkreisen 23 und 30 an die
Spulen 12 und 13 gelieferten Ströme in entgegengesetzte Richtungen durch die Spulen in Bezug
auf den gemeinsamen Spulenanschluß.
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Ein solches Ergebnis wird erreicht, indem der Synthesizer 25 Schalter in den Senderschaltkreisen
23 und 30 so aktiviert, daß die Schalter in derselben Reihenfolge und mit der 60 kHz Frequenz
während der ersten "An"-Phase des Arbeitszyklusses aktiviert werden. Während der zweiten
"An"-Phase des Arbeitszyklusses werden die Schalter in den Senderschaltkreisen 23 und 30
unter Ansprechen auf Schaltsignale von dem Frequenzerzeuger und -former 25 in
entgegengesetzter Weise betrieben, damit die Wechselströme in den Spulen 12 und 13 relativ zueinander
entgegengesetzte Polarität haben. Zum Beispiel werden so die Schalter des Senderschaltkreise
23 immer in der gleichen Reihenfolge betrieben. Im Gegensatz dazu werden die Schalter im
Senderschaltkreis 30 während der "An"-Phase eines ersten Arbeitszyklusses in der gleichen
Reihenfolge wie die Schalter des Senderschaltkreises 23 betrieben, aber während der "An"-Phase
des nächsten Arbeitszyklusses sind die Aktivierungszeitpunkte der Schalter im Senderschaltkreis
30 vertauscht in Bezug auf die Schaltzeitpunkte des Senderschaltkreises 30 während des
vorherigen Impulses.
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Indem die Spulen 12 und 13 während verschiedener Arbeitszyklen mit in-Phase und außer-Phase
Strömen getrieben werden, werden gegenseitig aufeinander senkrechte Magnetfelder durch den
Generator 11 erzeugt. Dies ermöglicht es den unabgestimmten Spulen 15 und 16 des
Empfängers 14, das zweite magnetische Feld von Karte 17 unabhängig von der Lage der Karte relativ
zu den Spulen 12 und 13 zu übertragen. Dies Ergebnis wird erreicht, obwohl die Spulen 12, 13,
15 und 16 alle vertikal angebrachte, ebene Drahtschleifen sind. Die Schleifen, die die Spulen 12
und 13 bilden, sind vorzugsweise nichtüberlappende rechteckige Schleifen, die waagerecht und
senkrecht angeordnete Seiten haben.
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Unter Ansprechen darauf, daß die Spulen 12 und 13 mit in-Phase-Strömen von den Schaltkreisen
23 und 30 betrieben werden, um magnetische Flußlinien in Phase zu erzeugen, d. h. Flußlinien,
die im Zentrum der Schleifen in dieselbe Richtung weisen, wird ein horizontal gerichtetes Feld in
rechtem Winkel zu der Ebene der Schleifen in der Nähe benachbarter Drähte der Schleifen, die
die Spulen 12 und 13 bilden, erzeugt. Die magnetischen Flußlinien zwischen den Zentren der
Schleifen, die die Spulen bilden, sind auf einer Seite der Schleifenebene in der vertikalen
Richtung auf verschiedenen Seiten benachbarter Schleifendrähte, die die Spulen 12 und 13
bilden, entgegengesetzt gerichtet.
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Also gibt es, als Folge der erwähnten magnetischen in-Phase-Flüsse in den die Spulen 12 und
13 bildenden Schleifen, ein vergleichsweise starkes magnetisches Flußfeld, welches die in
x-Richtung zeigenden magnetfeldempfindlichen Teile in Karte 17 erfaßt, aber es gibt nur ein
schwaches vertikales Magnetfeld wegen des Auslöschungseffekts der entgegengesetzt
gerichteten vertikalen Felder.
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Ein vertikal ausgerichtetes Feld in der Region zwischen den abgestimmten Senderspulen 12 und
13 und den nicht abgestimmten Spulen 15 und 16 wird erzeugt, indem die Schleifen, die die
Spulen 12 und 13 bilden, so betrieben werden, daß die magnetischen Flüsse in den
Schleifenmitten in entgegengesetzte Richtungen zeigen, d. h. außer Phase sind. Sind die Flüsse der
Schleifen 12 und 13 außer Phase, zeigen die Flußlinien benachbarter, horizontal gelegener
Leitungen der Schleifen, die die Spulen 12 und 13 bilden, in entgegengesetzte Richtungen. Die
magnetischen Flußlinien zwischen den Zentren der Schleifen, die die Spulen 12 und 13 bilden,
zeigen auf einer Seite der Schleifenebene in dieselbe vertikale Richtung und bewirken so, daß
die Spulen effektiv eine einzige Spule bilden. Die vertikal gerichteten Flüsse stellen die in
z-Richtung weisenden magnetfeldempfindlichen Teile der Karte 17 bereit.
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Die Streufelder, die von der in-Phase- und außer-Phase-Aktivierung der Schleifen, die die Spulen
12 und 13 bilden, herrühren, erzeugen magnetische Flußvektoren in y-Richtung, d. h. in
horizontalen Ebenen parallel zu den Ebenen mit den Schleifen der abgestimmten Senderspulen 12 und 13
und der nicht abgestimmten Empfängerspulen 15 und 16. Auf diese Weise erzeugen die
Schleifen, die die Spulen 12 und 13 bilden, magnetische Flußfelder in drei zueinander senkrechten
Richtungen auf Grund des in-Phase und außer-Phase Betriebes dieser Spulen während
verschiedener "An"-Phasen des Arbeitszyklusses der Senderschaltkreise 23 und 30. Diese
gegeneinander senkrechten magnetischen Flußvektoren sorgen für eine Kopplung an die aktivierte
magnetostriktive Karte 17, unabhängig von der Orientierung der Karte relativ zu der Ebene mit
den ebenen Spulen 12 und 13.
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Wenn sich eine aktivierte magnetostriktive Karte 17 in der Region zwischen den abgestimmten
Spulen 12, 13 und den nicht abgestimmten Spulen 15,16 befindet, gibt mindestens eine der nicht
abgestimmten Spulen ein elektrisches Signal ab, welches eine Antwort auf das von Karte 17
erzeugte magnetische Wechselfeld ist. Weil die nicht abgestimmten Spulen 15 und 16
verschiedene
nicht überlappende räumliche Positionen relativ zueinander und zu Karte 17 haben,
ebenso wie die Spulen 12 und 13, gibt es eine ziemlich große Wahrscheinlichkeit, daß sich die
von den Spulen 15 und 16 übermittelten elektrischen Signale voneinander unterscheiden.
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Der Empfänger 14 ermittelt, ob eine der Spulen 15 oder 16 ein Signal übermittelt, welches die
vorgegebene Frequenz, Dauer und den vorgegebenen Amplitudenschwellwert hat, die notwendig
sind, um die Anwesenheit einer aktivierten Karte in der Gegend zwischen den Spulen 12,13 und
Spulen 15, 16 anzuzeigen. Die von den Spulen 15 und 16 erzeugten Spannungen werden
nacheinander während Aktivierungszeiten, die den 1,6 Millisekunden langen 60 kHz Impulsen
jeder "An"-Phase des Arbeitszyklusses des Generators 11 folgen, der untersuchenden oder
detektierenden Schaltung des Empfängers 14 zugeführt. Nach dem ersten Impuls wird eine der
Spulen 15 oder 16 mit dem übrigen Teil des Empfängers 14 verbunden, nach dem folgenden
Impuls wird die andere der Spulen 15 oder 16 mit dem übrigen Teil des Empfängers 14
verbunden. Wenn eine der Spulen 15 und 16 eine Spannung erzeugt, die die erforderliche Frequenz,
Dauer und Amplitude hat, wird unter Ansprechen darauf die aufeinanderfolgende Kopplung der
Spulen 15 und 16 an den übrigen Teil des Empfängers beendet. In einer solchen Situation
werden die Spulen 15 und 16 dergestalt aktiviert, daß diejenige Spule, welche die Spannung mit
der erforderlichen Frequenz, Dauer und Amplitude erzeugte, die einzige Spule ist, die an den
übrigen Teil des Empfängers gekoppelt wird, solange bis diese Spule nicht länger einen Impuls
mit den erforderlichen Frequenz-, Zeitdauer- und Amplitudeneigenschaften empfängt. Danach,
unmittelbar nach verschiedenen Impulsen von Generator 11, werden die Spulen 15 und 16
nacheinander und abwechselnd an den übrigen Teil des Empfängers 14 gekoppelt.
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Um dies zu erreichen, werden die von den nicht abgestimmten Spulen 15 bzw. 16 übermittelten
Spannungen an die normalerweise offen geschalteten Schalter 31 bzw. 32 mit Hilfe der
Vorverstärker 33 bzw. 34 gekoppelt. Während des normalen Betriebes, wenn sofort nach einem Impuls
von Generator 11 kein Magnetfeld mit den erwünschten Eigenschaften an eine der beiden Spulen
15 oder 16 gekoppelt wird, wird einer der Schalter 31 oder 32 für 25 Millisekunden gleichzeitig mit
dem Beginn eines 1 ,6 Millisekundenimpulses des Generators 11 geschlossen. Gleichzeitig mit
dem nächsten Impuls wird der andere der Schalter 31 oder 32 für 25 Millisekunden geschlossen.
Die Schalter 31 und 32 haben einen gemeinsamen, normalerweise offenen geschalteten
Anschluß, der mit einem Eingangsanschluß des Verstärkers 35 mit automatisch geregelter
Verstärkung verbunden ist, und zwar über einen seriellen Kondensators 36, der nur
Wechselspannungen über die Schalter 31 und 32 an den Eingang des Verstärkers 35 gelangen läßt. Die
Verstärkung des Verstärkers 35 ist auf ein vorgegebenes Niveau voreingestellt, so daß der
Verstärker unter Ansprechen auf eine einen Schwellenwert übersteigende Spannung, die in einer der
beiden Spulen 15 und 16 induziert wird, ein Ausgangssignal vorgegebener konstanter Amplitude
mit derselben Frequenz wie das auf die Spulen einwirkende Magnetfeld erzeugt. Ist das
Eingangssignal für den Verstärker 35 unterhalb eines Schwellenwertes, erzeugt der Verstärker ein
Signal der Größe Null.
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Der Synchrondetektor 37 spricht an auf die Wechselspannungsimpulse am Ausgang des
Verstärkers 35, die oberhalb des Schwellenwertes liegen, um zu bestimmen, ob diese Impulse eine
Trägerfrequenz haben, die gleich der Frequenz des magnetischen Wechselfeldes von einer
aktivierten magnetostriktiven Karte 17 ist. Außerdem bestimmt Detektor 37 die Zeitdauer der
Impulse, die die erforderliche Trägerfrequenz haben. Wenn ein Impuls die erforderliche Frequenz
und Zeitdauer hat, erzeugt der Synchrondetektor 37 einen Ausgangswert einer binären Eins,
welcher anzeigt daß sich ein Gegenstand mit einer aktivierten magnetostriktiven Karte 17 in dem
Bereich zwischen den abgestimmten Spulen 12,13 und den unabgestimmten Spulen 15, 16
befindet.
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Um den Betrieb des Empfängers 14 so zu kontrollieren, daß der Synchrondetektor 37 im richtigen
Zeitintervall, nämlich dann, wenn die aktivierte Karte 17 sich in dem Bereich zwischen den
abgestimmten Spulen 12, 13 und den unabgestimmten Spulen 15, 16 befindet, aktiviert wird, wird
nach jedem vom Generator 11 erzeugten Impuls der Detektor durch ein Ausgangssignal des
Frequenzerzeugers 38 aktiviert. Dieser Synthesizer 38 spricht an auf Ausgangspulse des
Nulldurchgangdetektors 39 und wird durch diese getaktet. Die Ausgangspulse des Detektors 39
werden synchronisiert mit den Nulldurchgängen der Wechselspannung, die durch die
Leistungsversorgungsleitung 19 an dem Stecker 22 an liegt. Um dies zu erreichen, hat der
Nulldurchgangsdetektor 39 einen Eingang, der mit dem Stecker 22 verbunden ist und einen Ausgang, an dem
bei jedem Nulldurchgang der Leistungsversorgung ein Puls erzeugt wird. Der Ausgangspuls des
Nulldurchgangsdetektors 39 wird einem Eingang der Frequenzerzeugers 38 zugeführt.
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Um die Arbeitsweise der Schalter 31 und 32, wie oben beschrieben, zu steuern, weist der
Logikschaltkreis 41 erste bzw. zweite Eingänge auf, die auf den Ausgang des Synchrondetektors
37, bzw. des Frequenzerzeugers 38 ansprechen. Wenn der Synchrondetektor 37 im
Normalbetrieb eine binäre Null als Ausgangssignal erzeugt, um anzuzeigen, daß sich keine aktivierte Karte
zwischen den Spulen 12, 13 und 15, 16 befindet, reagiert der Logikschaltkreis 41 dergestalt auf
den Frequenzerzeuger 38, daß sofort nach ersten und zweiten aufeinanderfolgenden
Magnetfeldpulsen des Generators 11 die Schalter 31 und 32 abwechselnd in den geschlossenen Zustand
gebracht werden. Ist der Schalter 31 zu der Zeit geschlossen, wenn der Synchrondetektor 37
eine binäre Eins erzeugt um eine aktivierte Karte zwischen den Spulen 12, 13 und 15, 16
anzuzeigen, bewirkt der Logikschaltkreis 41, daß der Schalter 31 geschlossen und gleichzeitig
Schalter 32 offen gehalten wird. Dieser Zustand der Schalter 31 und 32 wird beibehalten, bis der
Synchrondetektor 37 wieder eine binäre Null erzeugt. Erzeugt der Synchrondetektor 37 eine
binäre Eins, wenn der Schalter 32 geschlossen ist, wirkt der Logikschaltkreis so auf die Schalter
31 und 32 ein, daß diese Schalter im offenen, bzw. geschlossenen Zustand gehalten werden, bis
der Synchrondetektor wieder eine binäre Null erzeugt.
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Die nicht abgestimmten Spulen 15 und 16 sind effektiv vom übrigen Teil des Empfängers 14
entkoppelt, während die Spulen 12 und 13 Magnetfluß erzeugen, weil der Synchrondetektor 37
nicht aktiviert ist, während diese Spulen Magnetfeldimpulse erzeugen. Tatsächlich wird der
Detektor 37 nur für ein vorbestimmtes Intervall direkt nach dem Abklingen der "An"-Phase jedes
Arbeitszyklusses der Sendeschaltkreise 23 und 30 durch ein Ausgangssignal des Synthesizers
38 aktiviert. Außerdem bewirkt der Frequenzerzeuger 38 während der "An"-Phase der
Arbeitszyklusse der Sendeschaltkreise 23 und 30, daß die Verstärkung des Verstärkers 35 auf null
reduziert wird, wodurch eine Ausgangsspannung von null vom Verstärker an Detektor 37
gegeben wird. Um dies zu erreichen, hat der Synthesizer 38 einen Ausgang, der als ein
Steuereingang gekoppelt ist an den Schalter 43, der normalerweise aktiviert ist, um den Ausgang des
Verstärkers 35 zurück an einen verstärkungssteuernden Eingang des Verstärkers zu koppeln.
Wenn jedoch das binäre "Eins"-Ausgangssignal des Frequenzerzeugers 38 an den
Kontrolleingang des Schalters 43 gelegt wird, wie es während der "An"-Phase des Arbeitszyklusses der
Sendeschaltkreise 23 und 30 geschieht, wird Schalter 43 so geschaltet, daß eine negative
Gleichspannung an einen Vorspannungseingang von Verstärker 35 gelegt wird, um die
Verstärkung auf null zu bringen. Der Frequenzerzeuger 38 steuert den Synchrondetektor 37 so, daß
Integratoren im Detektor während jeder "An"-Phase des Arbeitszyklusses der Sendeschaltkreise
23 und 30 auf null gesetzt werden.
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Gleichspannungssversorgungsleistung wird den Verstärkern 33-35, dem Synchrondetektor 37,
dem Frequenzerzeuger 38, dem Nulldurchgangsdetektor 39 und dem Logikschaltkreis 41 durch
die Leistungsversorgung 42 zugeführt, die mit der Leistungsversorgungsleitung 19 durch den
Stecker 22 verbunden ist.
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Einzelheiten der Gestaltung der abgestimmten Spulen 12 und 13 und der nicht abgestimmten
Spulen 15 und 16 sind in der ebenfalls anhängigen EP-A-0 215 266 beschrieben. Einzelheiten
des Synchrondetektors 37 sind in der ebenfalls anhängigen EP-A-0 216 128 beschrieben.
Einzelheiten des Logikschaltkreises 41 sind in der ebenfalls anhängigen EP-A-0 215 242
beschrieben.
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Es wird jetzt Bezug genommen auf Fig. 2, ein Schaltkreisdiagramm der Schaltung, die in den
Senderschaltkreisen 23 und 30 enthalten ist. Weil die Schaltungen in den Schaltkreisen 23 und
30 identisch sind, reicht die Beschreibung des Senderschaltkreises 23 In Fig. 2 für beide
Schaltkreise 23 und 30 aus.
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Senderschaltkreis 23 enthält eine transformatorlose Wechsel- zu
Gleichspannungleistungsversorgung 51, einen formgebenden Schaltkreis 52, der auf Ausgangssignale des
Frequenzerzeugers und -formers 25 anspricht, eine Schalteinrichtung 53 und den Resonanzkreis 54, der die
Spulen 12 mitbeinhaltet. Der Former 52 spricht auf das Ausgangssignal des Frequenzerzeugers
und -formers 25 an, um die Schalteinrichtung 53 mit außer-Phase-Steuersignaien zu versorgen.
Die Schalteinrichtung 53 wird erregt durch Spannungen entgegengesetzter Polarität aus der
transformatorlosen Leistungsversorgung 51, damit in dem seriellen Schwingkreis 54 ein Strom
fließt, der einen kleinen Zeitanteil eines Arbeitszyklusses in Anspruch nimmt, mit der Frequenz,
die der Schalteinrichtung durch den Former 52 zugeführt wird.
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Die transformatorlose Wechsel- zu Gleichspannungleistungsversorgung 51 besitzt einen
Vollwellenbrückengleichrichter 55, bestehend aus den Dioden 56-59, der direkt mit den Adern 61
und 62 der Leistungsversorgungsleitung verbunden ist. Die Anoden der Dioden 56 bzw. 57 sind
an Ader 61 bzw. 62, die Kathoden der Dioden 58 bzw. 59 an Ader 61 bzw. 62 angeschlossen.
Die Kathoden der Dioden 56 und 57 haben eine gemeinsame Verbindung mit der Elektrode 63
des energiespeichernden Filterkondensators 64, während die Anoden der Dioden 58 und 59 eine
gemeinsame Verbindung zu der mit einer negativen Vorspannung belegten Elektrode 65 des
Kondensators 66 haben. Die Elektroden 67 und 68 der Kondensatoren 64 und 66 haben eine
gemeinsame Verbindung mit dem Anschluß 69 der Leistungsversorgung 51. Positive bzw.
negative Gleichspannungen, die den Elektroden 63 bzw. 65 zugeführt werden, werden an den
Ausgängen 71 bzw. 72 der Leistungsversorgung 51 erzeugt.
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Die Schalteinrichtung 53 enthält bipolare NPN-Transistoren 74 und 75, deren Basen jeweils durch
außer-Phase-Steuerspannungen aus Former 52 getrieben werden. Die Transistoren 74 und 75
haben Kollektor-Emitter-Pfade, die in Vorwärtsrichtung betrieben werden durch die ihren Basen
durch den Former 52 zugeführte Spannungen und die mit positiver und negativer Spannung aus
den Anschlüssen 71 und 72 der Leistungsversorgung 51 versorgt werden. Der Kollektor des
Transistors 74 bzw. Emitter des Transistors 75 sind an die Anschlüsse 71 bzw. 72
angeschlossen, während der Emitter des Transistors 74 und der Kollektor des Transistors 75 den
gemeinsamen Anschluß 76 besitzen. Die Emitter-Kollektor-Pfade der Transistoren 74 bzw. 75 sind durch
die Dioden 77 bzw. 78 überbrückt, die derartig gepolt sind, daß in ihnen der Strom in der
entgegengesetzten
Richtung wie in dem jeweiligen überbrückten Kollektor-Emitter-Pfad fließt.
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Der Anschluß 69 und der gemeinsame Anschluß 76 sind mit den entgegengesetzten Enden des
Schwingkreises 54 verbunden, der aus der induktiven Magnetfeldsendespule 12 des induktiven
Magnetfeldes, dem Abstimmkondensator 81 und dem Widerstand 82 besteht. Die Kapazität des
Kondensators 81 wird so gewählt, daß die Schwingfrequenz des Schaltkreises 54 ungefähr gleich
der Schaltfrequenz der Transitoren 74 und 75 während der "An"-Phasen des Arbeitszyklusses ist.
Wegen Abweichungen der Induktivität der Spule 12 und der Kapazität des Kondensators 81 ist
jedoch die Resonanzfrequenz selten, wenn überhaupt, exakt gleich der Aktivierungsfrequenz der
Transistoren 74 und 75 während der "An"-Phase des Arbeitszyklusses. Der Widerstand 82, der
die Güte Q des Schwingkreises bestimmt, trägt dazu bei sicherzustellen, daß sinusförmige
Ströme sehr niedriger Verzerrung in Schaltkreis 54 fließen, trotz der leichten Abweichungen der
Resonanzfrequenz des Schaltkreises 54 in verschiedenen Generatoreinheiten bezogen auf die
Betriebsfrequenz der Schalter 74 und 75 während der "An"-Phase des Arbeitszyklusses.
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Im Betrieb gibt es während jeder "An"-Phase des Arbeitszyklusses, in der die Basen der
Transistoren getrieben werden, eine kleine Totzeit zwischen dem Ende der Zeit, in der der Kollektor-
Emitter-Pfad des Transistors 74 in Vorwärtsrichtung betrieben wird, und dem Beginn der Arbeit
in Vorwärtsrichtung des Kollektor-Emitter-Pfades des Transistors 75, umgekehrt gilt dies für den
Schaltwechsel von Schalter 75 zu Schalter 74.
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Die Totzeit erzeugt der Form er 52 unter Ansprechen auf eine 60 kHz-Eingabe des
Frequenzerzeugers 25, damit die Basen der Transistoren 74 und 75 mit Steuersignaien versorgt werden, die
jeweils komplementäre Wellenformen haben, wie sie in Abbn. 3A und 3B gezeigt werden.
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Die Transistoren 74 bzw. 75 werden während der positiven Anteile der Wellen, wie sie in Abb. 3A
bzw. 3B gezeigt werden, in Vorwärtsrichtung betrieben. Zu allen anderen Zeiten werden die
Transistoren in Sperrichtung betrieben. Während Transistor 74 in Vorwärtsrichtung betrieben wird,
fließt Strom von der Elektrode 63 des Kondensators 64 durch den Anschluß 71 und den
Kollektor-Emitter-Pfad des Transitors 74 zum gemeinsamen Anschluß 76, dann durch den seriellen
Schwingkreis 54 zum Anschluß 69 und zurück zu der negativen Elektrode des Kondensators 64.
Wenn der Kollektor-Emitter-Pfad des Transistors 75 in Vorwärtsrichtung betrieben wird, fließt
Strom von der positiven Elektrode 68 des Kondensators 66 durch den Anschluß 69 zum seriellen
Schwingkreis 54 und den Kollektor-Emitter-Pfad des Transistors 75 und über den Anschluß 72
zurück zur Elektrode 65 des Kondensators 66. Also fließt der Strom durch den seriellen
Schwingkreis 54 während der komplementären leitenden Intervalle der Transistoren 74 und 75 in
entgegengesetzten
Richtungen.
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Wegen der kurzzeitigen Arbeitsphase, innerhalb der die Transistoren 74 und 75 in
Vorwärtsrichtung betrieben werden, wird während jeder Arbeitsphase nur relativ wenig Strom aus den
Kondensatoren 64 und 65 gezogen. Wegen dieses niedrigen Anteils der Arbeitsphase kann der
preiswerte transformatorlose Wechsel- zu Gleichspannungskonverter verwendet werden. Der
maximale Anteil der Arbeitsphase, in der die Schalttransistoren aktiviert werden können, hängt
von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. von den Ansprecheigenschaften der magnetostriktiven
Karte 17, des Synchrondetektors 37 des Empfängers 14 und von der Schaltung und den
Bauteilen des Wechsel- zu Gleichspannungskonverters 51.
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Die Dioden 78 und 79 arbeiten mit dem Widerstand 82 zusammen, damit ein praktisch
verzerrungsfreier, sinusförmiger Strom in Spule 12 fließt, auch wenn die Resonanzfrequenz des
Schaltkreises 54 leicht von der Treiberfrequenz der Basen der Transistoren 74 und 75 abweicht.
Wegen der energiespeichernden Eigenschaften der Spule 12 und des Kondensators 81 gibt es
eine Tendenz, daß Strom kontinuierlich im Schwingkreis 54 fließt nachdem die Transistoren 74
und 75 in Sperrichtung betrieben bzw. unter Vorspannung gesetzt wurden. Die Totzeit zwischen
dem Beginn des Sperrbetriebes eines dieser Transistoren und dem Betrieb in Vorwärtsrichtung
des anderen Transistors ermöglicht es den die Kollektor-Emitter-Pfade überbrückenden Dioden
78 und 79 den Strom aufzunehmen, der die Tendenz hat, kontinuierlich im Schwingkreis 54 zu
fließen.
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Wenn die Transistoren 75 und 75 durch die in Fig. 3A und 3B gezeigten Signale getrieben
werden, hat die Spannung zwischen Anschluß 69 und dem gemeinsamen Anschluß 76 die in
Fig. 3C gezeigte Wellenform. Diese Wellenform besteht aus positiven bzw. negativen Pegeln,
die gleich den Spannungen an den Anschlüssen 71 bzw. 72 sind. Zwischen den positiven und
negativen Pegeln der Wellenform in Fig. 3C existieren Null-Volt-Pegel, die zeitlich mit den
Totzeiten der Transistoren 74 und 75 zusammenfallen.
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Als Reaktion auf die Spannung zwischen Anschluß 69 und Anschluß 76, die dem Schwingkreis
54 mit einer der Schaltfrequenz der Transistoren 74 und 75 gleichen Resonanzfrequenz
aufgeprägt wird, fließt im Schwingkreis 54 ein Strom mit der Wellenform wie sie in Fig. 3D abgebildet
ist.
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Die resultierende Spannung zwischen Anschluß 69 und Anschluß 76 ist in Fig. 3E abgebildet
und ergibt sich aus dem durch den Schwingkreis 54 während der Totzeiten der Transistoren 74
und 75 kontinuierlich fließenden Strom, der über die von den Dioden 78 und 79 bereitgestellten
leitenden Pfade fließt.
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Obwohl also eine Totzeit in den Steuersignalen für die Transistoren 74 und 75 existiert, ist die
sich über den Schwingkreis einstellende, resultierende Ausgangsspannung ohne Totzeiten, was
durch die abwechselnde Leitung des Schwingkreisstromes über die Dioden 78 und 79 erreicht
wird. Typischerweise fließt ein positiver Strom von nahezu der Größe null im Schwingkreis 54 von
Anschluß 76 zum Anschluß 69 zu der Zeit, in der der Transistor 74 anfänglich in Sperrichtung
betrieben wird. Dieser Strom fließt durch Anschluß 69 in die Elektrode 68 des Kondensators 66,
durch den Kondensator und zurück zum gemeinsamen Anschluß 76 über die Diode 79. Wenn der
Strom im Schwingkreis 54 seine Polarität in der Totzeit ändert, fließt positiver Strom vom
Schwingkreis 54 zum Anschluß 76 und von Diode 78 zur Elektrode 63 des Kondensators 64.
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Wenn der Kollektor-Emitter-Pfad in Vorwärtsrichtung betrieben wird, fließt der Strom aus dem
seriellen Schwingkreis weiterhin zum Anschluß 76, nun aber über den niederohmigen Kollektor-
Emitter-Pfad des Transistors 75 durch den Kondensator 66 zu Anschluß 69. Während Transistor
75 in Vorwärtsrichtung betrieben wird, wird Strom aus dem Kondensator 66 in die Last
abgezogen, die aus dem seriellen Schwingkreis 54 und Transistor 75 gebildet wird. Während also
Transistor 75 in Vorwärtsrichtung betrieben wird, fließt durch den seriellen Schwingkreis 54 Strom
von Anschluß 69 zum Anschluß 76 in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung des
Stromflusses durch den Schwingkreis im Falle des Vorwärtsbetriebes des Transistors 74. Wenn der
Transistor 75 gesperrt ist, wird der im Schwingkreis durch Anschluß 76 fließende Strom
verschoben, so daß er durch die Diode 78 fließt und so hilft, den Kondensator 64 aufzuladen. Ein
solcher Stromfluß hält während der Totzeit an, bis die Richtung des Stromflusses im
Schwingkreis 54 sich umgekehrt hat; ab dann wird der Kondensator 66 mit Ladestrom über den durch
Diode 79 vervollständigten Pfad versorgt.
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Während der "Aus"-Phase des Arbeitszyklusses, wie sie für mehr als 90% der Zeit wegen der
spezifizierten "An"- bzw. "Aus"-Phasen des Arbeitszyklusses von 1,6 bzw. 23,4 Millisekunden
besteht, bewirkt die durch den Diodengleichrichter 75 den Anschlüssen 71 und 72 zugeführte
gleichgerichtete Spannung, daß die Kondensatoren 64 und 66 wiederaufgeladen werden.
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Der Widerstandswert des Widerstandes 82 wird so gewählt, daß die Güte Q des abgestimmten
Schwingkreises 54 mindestens acht beträgt, um mit dazu beizutragen, den gewünschten, wenig
verzerrten sinusförmigen Strom zu erzeugen. Die maximale Amplitude des im Schwingkreis 54
fließenden sinusförmigen Stromes ist zu einem großen Teil durch den Widerstandswert des
Widerstandes 82 bestimmt und ist ungefähr gleich der Maximalamplitude der Ausgangsspannung
des Inverters 51, zwischen den Anschlüssen 71 und 72, geteilt durch den Widerstandswert des
Widerstandes 82.
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Die Frequenz des im seriellen Schwingkreis 54 fließenden Stromes ist durch die 60
kHz-Arbeitsfrequenz der Transistoren 74 und 75 bestimmt, sogar wenn es eine Abweichung der
Resonanzfrequenz des Schaltkreises 54 von der Arbeitsfrequenz der Transistoren gibt. In diesem Fall
übernehmen die Dioden 78 und 79 vorauseilende bzw. nacheilende Ströme, die im Schwingkreis
54 fließen als Reaktion auf aktivierende Frequenz der Transistoren 74 und 75, die kleiner bzw.
größer ist als die Resonanz des Schwingkreises 54.
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Wegen der schaltenden Arbeitsweise des Sendeschaltkreise 23, in dem die Transistoren 74 und
75 voll offen und voll gesperrt betrieben werden, ist die Höhe des Leistungsverbrauches des
Schaltkreises viel niedriger als in Geräten auf dem bisherigen Stand der Technik. Die schaltende
Arbeitsweise des Senders 11, wobei die Resonanzlast durch Schaltkreis 54 erbracht wird,
verringert die Belastungen und Schaltverluste der Transistoren 74 und 75, wodurch die
Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit der Vorrichtung gesteigert wird.