DE1512338C3 - Schaltungsanordnung zum Linearisieren von Impulsflanken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Linearisieren von Impulsflanken zum Anschluß an eine Impulsquelle und eine mit ihr verbundene Belastung, die eine mit der Belastung in Reihe geschaltete Spule enthält.

Derartige Anordnungen finden unter anderem Anwendung bei der Steuerung von Magnetkernspeichern. Die Belastungen werden dabei durch Magnetkernreihen gebildet. Bei Magnetkernspeichern ist es erwünscht, daß die Steuerimpulse eine scharf begrenzte Form und insbesondere eine scharf begrenzte Vorderflanke haben. Um dies zu verwirklichen wurde bereits vorgeschlagen, eine Spule in Reihe mit der Belastung zu schalten. Dadurch nimmt jedoch die Anstiegzeit der Impulse relativ stark zu, was bei schnellen Magnetkernspeichern ein Nachteil ist. Weiter erhalten die Vorderflanken der Impulse einen stark exponentiellen Charakter, was einen nachteiligen Einfluß auf das Umschalten der Magnetisierung der Magnetkerne ausübt.

Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung des erwähnten Typs zur Erzeugung von Impulsen mit einer scharf begrenzten linearen Vorderflanke mit einer zuvor bestimmten Flankensteilheit zu schaffen.

Eine erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Spule ein mit einem Steuereingang versehenes strommodulierendes Element geschaltet ist, dessen Steuereingang durch den Spannungsunterschied zwischen der Spannung der Spule und der Spannung einer konstanten Spannungsquelle gesteuert wird.

Eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß das strommodulierende Element durch einen Transistor gebildet wird, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit der Spule liegt. Eine weitgehende Vereinfachung wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung erhalten, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Reihenschaltung einer Z-Diode und eines die Spannung an der Spule aufnehmenden Elementes

parallel an den Emitter-Basis-Übergang des Transistors angeschlossen sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

ίο Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Verwendung bei einem Magnetkernspeicher,

Fig. 2 und 3 Varianten der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.

Die in Fig. 1 in schematischer Form dargestellte Anordnung zum Linearisieren von Impulsflanken enthält einen npn-Transistor 1. Der Kollektor 2 des Transistors 1 ist mit einem positiven Speisepunkt (+K₁ Volt) verbunden. Der Emitter 3 des Transistors 1 ist über eine Spule 4 mit einem Vielfachpunkt 5 verbunden. Zwischen diesem Vielfachpunkt und einem weiteren an Erde liegenden Vielfachpunkt 6 ist die Reihenschaltung einer Belastung 7 und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 8 geschaltet. Die bei den Vielfachpunkten dargestellten Vielfachschaltungszeichen bedeuten, daß zwischen den Vielfachpunkten mehrere Reihenschaltungen, von denen in der Figur nur eine dargestellt ist, angeschlossen sind. Die Belastung 7 wird, wie in der Figur dargestellt, z. B. durch eine Magnetkernreihe eines Magnetkernspeichers und einen mit ihr in Reihe geschalteten strombestimmenden Widerstand gebildet. Die Basis 9 des Transistors 1 ist über eine Reihenschaltung einer Spule 10 und eines Widerstandes 11 mit einem positiven Speisepunkt (+K₂ Volt) verbunden, wobei K₂ größer ist als K₁. Weiter ist der Reihenschaltung des Baiss-Emitter-Überganges des Transistors 1 und der Spule 4 eine Z-Diode 12 parallel geschaltet. Diese ist derart gepolt, daß sie in der Sperrichtung gesteuert wird, wenn die Spannung an der Basis 9 positiver ist als die Spannung am Vielfachpunkt 5.

Zur Erzeugung eines Stromimpulses durch die Belastung 7 wird dem Basisanschluß 13 des Transistors 8 ein Steuerimpuls zugeführt, der gegenüber dem Emitter eine positive Polarität hat. Dadurch wird die Reihenschaltung der Transistoren 8 und 1 stromführend. Der durch die Spule 4 fließende anwachsende Strom erzeugt an der Spule eine Spannung, die proportional zur Geschwindigkeit ist, mit der der Strom zunimmt, und die nachstehend als die Anstiegsgeschwindigkeit bezeichnet wird. Die Spannung am Emitter 3 des Transistors 1 ist dabei positiv gegenüber der Spannung am Vielfachpunkt 5. Die Spannung an der Basis 9 in bezug auf den Vielfachpunkt 5 ist um einen der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 1 entsprechenden Wert höher als die Spannung an der Spule. Die Anordnung ist derart bemessen, daß die Durchbruchspannung der Z-Diode 12 gleich nach dem Anlegen des Steuerimpulses an den Basisanschluß 13 überschritten wird. Die Z-Diode hält im Durchbruchzustand die Spannung an der Reihenschaltung des

Basis-Emitter-Übergangs des Transistors 1 und der Spule 4 konstant. Da die Spannung an der Spule proportional zur Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes ist, wird dem Strom eine gewisse konstante Anstiegsge-

schwindigkeit aufgedrückt. Es sei dabei vorausgesetzt, daß der Transistor 8, an sich betrachtet, Stromimpulse mit einer die endgültig gewünschte übersteigenden Anstieggeschwindigkeit liefern kann. Der durch die Belastung 7 fließende Stromimpuls hat folglich eine lineare Vorderflanke, deren Steilheit durch die Bemessung der Anordnung bestimmt wird. Dadurch hängt die Vorderflawke des Stromimpulses nicht von den Eigenschaften des Transistors 8 ab. Die Eigenschaften der Transistoren 8 in den zwischen den Punkten 5 und 6 angeschlossenen Schaltungen weisen untereinander kleine Unterschiede auf. Diese gegenseitigen Unterschiede oder die gegenseitige Streuung der Transistoreigenschaften verursachen ohne Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung eine bedeutende Streuung der Vorderflanken der durch diese Transistoren fließenden Stromimpulse. Bei Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung ist die Streuung in den Vorderflanken der Stromimpulse nahezu vollkommen eliminiert. Dadurch ergibt sich eine einheitliche Erregung der Magnetkernreihen des Magnetkernspeichers.

Der Transistor 1 wird über die Reihenschaltung des Widerstands 11 und der Spule 10 mit Basisstrom versehen. Im Ruhezustand der Vorrichtung, d. h., wenn der Transistor 8 nichtleitend ist, fließt der Basisstrom über den Basis-Kollektor-Übergang des Transistors 1 zum Speisepunkt (+K₁ Volt) ab. Im Arbeitszustand, d. h., wenn der Transistor 8 Strom führt, wird dem Transistor 1 gerade so viel Basisstrom zugeführt, als zur Beibehaltung des Emitterstroms erforderlich ist. Der überflüssige Basisstrom wird durch die Z-Diode 12 abgeführt. Die Spule 10 dient dazu, beim Einschalten des Transistors 8 den Basisstrom des Transistors 1 zu begrenzen, damit vermieden wird, daß dieser gleich nach dem Einschalten des Transistors 8 übersteuert wird. Der durch die Z-Diode 12 fließende Strom ist bei einer ausreichend großen Stromverstärkung des Transistors 1 sehr klein gegenüber dem Emitterstrom des Transistors 1 und kann gegebenenfalls dadurch weiter verringert werden, daß ein als Stromverstärker wirksamer Transistor in die Basiszufiihrungsleitung aufgenommen wird.

Von einer in der Praxis verwirklichten Anordnung zum Linearisieren von Impulsflanken können nachstehende erläuternde Daten erwähnt werden:

Spule 4 1,2 μΗ

Z-Diode 6 Volt Durchbruchspannung

K₁ 30VoIt

K₂ 40VoIt

Flankensteilheit 5 Α/μ5.

Widerstand 11 .680 Ω

Spule 10 O₁ImH

Transistor 1 Typ: 2 N 2369

Belastung 7 68 Ω, Gleichstromwiderstand.

Die Fig. 2 und 3 stellen Varianten der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zum Linearisieren von Impulsflanken dar. Die Teile der dargestellten Schaltungen zwischen den Punkten 5 und 6 entsprechen denen der Fig. 1 und sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In Fig. 2 enthält die Anordnung zum Linearisieren von Impulsflanken einen pnp-Transistor 14. Der Emitter 15 des Transistors 14 ist mit einem positiven Speisepunkt ( + F₁ Volt) verbunden. Der Kollektor 16 des Transistors 14 ist über die Primärwicklung 17 eines Transformators 18 mit dem Vielfachpunkt 5 verbunden. Die Basis 19 des Transistors 14 ist über einen Widerstand 20 mit Erde verbunden. Weiter ist eine Reihenschaltung einer Z-Diode 21 und einer Sekundärwicklung 22 des Transformators 18 dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors 14 parallel geschaltet. Die Wicklung 22 hat eine derartige Wickelrichtung, daß die an der Wicklung 22 erzeugte Spannung beim Einschalten des Transistors 8 in positivem Sinne zur Emitter-Basis-Spannung des Transistors 14 addiert wird. Die Z-Diode 21 ist derart gepolt, daß diese durch die Spannung an der Reihenschaltung des Emitter-Basis-Überganges des Transistors 14 und der Wicklung 22 in der Sperrichtung gesteuert wird. Beim Einschalten des Transistors 8 bricht die Z-Diode 21 durch und hält die Spannung an der Primärwicklung 17 des Transformators 18 konstant, wodurch dem durch die Wicklung 7 fließenden Strom eine konstante Anstieggeschwindigkeit aufgedrückt wird. Bei dieser Anordnung hat der Emitter des Transistors 14 ein konstantes Potential, wodurch bei dieser Anordnung gleich nach dem Einschalten des Transistors 8 keine Übersteuerung des Transistors 14 auftreten kann. Dadurch kann eine Spule in der Basisstromzuführungsleitung, ähnlich der Spule 10 in Fig. 1, entfallen. Weiter ist bei der Vorrichtung nach Fig. 2 kein zusätzlicher Speisepunkt, der dem Speisepunkt (+K₂ Volt) in Fig. 1 entspricht, erforderlich.

In Fig. 3 ist die Anordnung zum Linearisieren von Impulsflanken nicht unmittelbar, sondern über einen Transformator 23 zwischen dem Punkt 5 und dem Speisepunkt (+ K₁ Volt) geschaltet. Die Schaltung zum Linearisieren von Impulsflanken entspricht weitgehend der nach Fig. 2. Die Transformatorkopplung erlaubt jedoch für den Transistor der Anordnung zum Linearisieren von Impulsflanken, der in der Figur mit 24 bezeichnet ist, denselben Leitungstyp wie für Transistor 8 zu wählen. Wie in der Figur angegeben, ist der Transistor 24 vom npn-Typ und somit vom dem Tran-So sistor 14 in Fig. 2 entgegengesetzten Leitungstyp. Dementsprechend sind in Fig. 3 die Basis des Transistors 24 über einen Widerstand 25 mit dem Speisepunkt (+ V₁ Volt) und der Emitter des Transistors 24 mit Erde verbunden. Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Anordnung entspricht der der in Fig. 2 dargestellten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Linearisieren von Impulsflanken zum Anschluß an eine Impulsquelle und eine mit ihr verbundene Belastung, die eine mit der Belastung in Reihe geschaltete Spule enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Spule (4, 17) ein mit einem Steuereingang (9, 19) versehenes strommodulierendes Element (1, 14) geschaltet ist, dessen Steuereingang (9, 19) durch einen Spannungsunterschied zwischen der Spannung der Spule (4, 17) und der Spannung einer konstanten Spannungsquelle (12, 21) gesteuert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strommodulierende Element durch einen Transistor (1, 14) gebildet wird, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit der Spule (4, 17) liegt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung einer Diode (21) und eines die Spannung an der Spule aufnehmenden Elementes (22) parallel an den Emitter-Basis-Übergang des Transistors angeschlossen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (24) und der Spule (4, 17) über einen Transformator (23) mit der Belastung (7) in Reihe geschaltet ist.