Impulsgenerator Die vorliegende Erfindung betrifft einen Impulsgenerator, der sich für die Erzeugung scharfer, zeitlich genau definierter Impulse Eignet, welche für Synchronisierzwecke ver wendet werden können.
Solche Synehronisierimpulse werden in Verbindung mit. Anlagen benötigt;, welche ma- netische Trommeln verwenden, beispielsweise unter anderem in elektronischen Rechenger ä- ten, in automatischen Telephonanlagen usw., und, die Impulse gestatten die genaue Defini tion der momentanen Winkellage der Trommel und die Identifizierung der Sektoren der Trommel. Für die angegebenen Zwecke kann ein getrennter Synchronisierimpulsgenerator vorgesehen werden.
In diesem Falle sind die Impulse jedoch einem FIauptoszillator zu ent nehmen, welcher auch die Drehgeschwindig keit der Trommel steuert. Ein getrennter Ge nerator kann vermieden werden, wenn Bah nen der magnetischen Trommel für die dauernde Aufzeichnung von Synchronisier signalen reserviert bleiben. Es wurde schon vorgeschlagen, eine oder mehrere besondere, dauernd magnetisierte Bahnen mit Zähnen am Umfang zu verwenden, so dass der Durch gang der Zähne an der feststehenden Detek- tionsvorrichtung die Erzeugung von Impulsen bewirkt, welche dann zu Synchronisierzwecken verwendet werden können.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung be steht in der Erzeugung von Synchronisier- impulsen mittels einer magnetischen Trommel auf eine neue und wirkungsvolle Art und Weise.
Der erfindungsgemässe Impulsgenerator, bei welchem sich eine permanent magnetisierte Oberfläche, z. B. eine rotierende magnetische Trommel, mit einer bestimmten Geschwindig keit an mindestens einer feststehenden Detek- tionsvorrichtung, z.
B. einem Ablesekopf, vor beibewegt, welche nahe der genannten Ober fläche angeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die genannte magnetische Oberfläche mit einer Anzahl Schlitze versehen ist, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der ge nannten Oberfläche verlaufen, dass weiter die Breite der genannten Schlitze so gewählt ist, class beim Vorbeilaufen der genannten' Ober fläche an einer der genannten Detektionsvor- richtungen in dieser eine variable elektromoto rische Kraft induziert wird, deren Kurven verlauf benachbarte Maximums- und Mini mumsstellen aufweist, die zeitlich nähe beiein ander liegen,
wobei die Steilheit des zwischen diesen Stellen liegenden Kurvenstückes grö sser ist. als die Steilheit an irgendeinem andern Punkt der Kurve, an der diese im gleichen Sinn verläuft wie das Kurvenstück zwischen den genannten Stellen, und da.ss Mittel vor- banden sind, um vom genannten Kurvenstück grosser Steilheit der elektromotorischen Kraft einen Impuls zu erzeugen.
Vorzugsweise bestehen diese Mittel aus einer Differentiationsschaltung, welcher die elektromotorische Kraft zugeführt wird rund auf welche eine Spannungsbegrenzungsschal- tung folgt, welche eine Unterscheidung vor nimmt zwischen einem am Ausgang der Dif- ferentiationsschaltung erscheinenden und dem Kurventeil hoher Steilheit entsprechenden Im puls und allen andern Impulsen.
Zweckmässigerweise wird die elektromoto rische Kraft' der Differentiationsschaltung über eine-zweite Spannungsbegrenzungsschal- tuung zugeführt, welche die Teile der EMK- Kurve unterdrückt, die über einem ersten Wert und unter einem zweiten Wert liegen, wobei der Kurventeil mit hoher Steilheit zwi schen diesen beiden. Werten liegt.
Weiter empfiehlt es sich, den Detektions- v orrichtungen einen Gleichstrom zuzuführen, um die Spannungsdifferenz zwischen den bei den benachbarten Maximums- und Minimums stellen zu erhöhen, ohne deren Zeitabstand zu vergrössern.
Nachstehend wird ein Ausführuungabeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher: die Fig. 1 schematisch zwei benachbarte Polstücke zeigt, welche einen Teil eines in der Nähe der Oberfläche einer drehenden magne tischen Trommel angeordneten Ablesekopfes bilden, die Fig. 2 verschiedene Wellenformen des Flusses in der Nähe der besagten Polstücke darstellt, die Fig. 3 den wesentlichen Teil einer elek- tronisehen Schaltung zeigt, welche den im Ab lesekopf induzierten Signalen die gewünschte Form erteilt,
und die Fig. 4 Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3 zeigt.
In der Fig. 1-ist mit 1 der untere Teil des Nordpols des Ablesekopfes und mit 2 der un tere Teil des benachbarten Südpols bezeichnet. Die Polstüeke 1 -und 2 sind durch einen Luft- spalt 3 getrennt. Der den Polstücken gegen überliegende Teil der Trommeloberfläche ist aus der Fig.1 ebenfalls ersichtlich. In der Trommeloberfläche sind in regelmässigen Ab ständen Schlitze vorhanden, von denen der Schlitz 4 in der dargestellten Lage bezüglich der Polstücke 1 und 2 eine symmetrische Stel lung einnimmt. Die Trommeloberfläche weist einen äussern magnetischen Überzug 5, z. B.
aus Nickel, auf, welcher eine permanent ma- gnetisiertd Oberfläehe bildet, welche nur durch die schon .erwähnten Schlitze -unterbrochen ist. Das Material 6, auf welchem der Überzug 5 angebracht ist, ist nichtmagnetisch und kann im Fall eines Nickelüberzuges beispielsweise aus Kupfer oder Messing bestehen, auf wel chen Materialien der Nickelüberzug durch ein elektrolytisches Verfahren aufgebracht werden kann. Die Schlitze werden erst ausgeschnitten, nachdem die Trommeloberfläche mit dem Überzug versehen worden ist. Die Schlitze werden so tief ausgenommen, dass sie bis in das Kupfer oder Messing reichen.
Auf diese Weise entsteht auf der Trommeloberfläche eine Reihe aufeinanderfolgender Dipole.
Die in der Fig.1 angegebenen Masszahlen sind in Millimetern ausgedrückt. Es hat sich durch Versuche gezeigt, dass ein Schlitz mit einer Breite von 0,2 mm für den in Frage stehenden Zweek die besten Ergebnisse lie fert, wie nachstehend noch näher ausgeführt wird, und<I>zwar</I> wurde diese Schlitzbreite für eine Trommelumfangsgeschwindigkeit von etwa 65 m/s ermittelt, die durch den Pfeil F angedeutet ist.
Die Fig. 2 zeigt verschiedene Formen von Flussändertuigen, die dadurch erreicht wer den können, dass sich ein Schlitz nahe an den Polstücken vorbeibewegt. Die Fig. 2 (a) zeigt die durch einen sehr schmalen Schlitz erzeugte Flussänderung. Die Flusszunahme beginnt dann, wenn der Schlitz unmittelbar an die Aussenseite eines der Polstücke herankommt, und diese Zunahme hält an, bis der Schlitz die symmetrische Lage bezüglich der beiden Polstücke erreicht, worauf der Fluss wieder abnimmt und seinen ursprünglichen Wert er reicht,
wenn der Schlitz sich ausserhalb der beiden Polstücke befindet., Die Flussändei-Ling entsteht dadurch, dass die normalerweise von Pol zu Pol (z. B. zwischen den Polen 7 und 8) verlaufenden Kraftlinien gegen die Polstücke 1 oder 2 (Fig.1) abgelenkt werden, wenn der Schlitz in deren Nähe kommt, so da.ss der den Polstücken zugeordnete Fluss eine Erhöhung erfährt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Ver grösserung der Schlitzbreite im Verlauf der Flusskurve zwei Maximumsstellen auftreten, (las heisst es entsteht ein doppelter Buckel gemäss Fig. 2 (b). Es ist somit ein verminder ter Fluss vorhanden, wenn der Schlitz die syminetrisehe Lage bezüglich der Polstücke 1. und 2 einnimmt, verglichen mit den beiden Maxima, die sich für Lagen einstellen, die leicht nach links bzw. rechts aus der Sym- nietrielage verschoben sind.
Bei weiter vergrösserter Schlitzbreite nimmt die Flusskurve die Form von Fig. 2 (c) an, bei welcher der gegenseitige Abstand der beiden Buckel etwas grösser ist, wobei jedoch der :1bfa11 zwischen diesen Buckeln bedeutend grö sser ist. Die Art der Kurve nach Fig.2 (c) entspricht qualitativ der erwähnten Schlitz breite von 0,2 nim im Zusammenhang mit den übrigen erwähnten Daten.
Eine Verbreiterung des Schlitzes über die sen Wert hinaus hat einen grösseren Abstand zwischen den beiden Buckeln und eine klei nere Höhendifferenz zwischen diesen Buckeln und der zwischen diesen liegenden Senke zur Folge, wie aus der Fig. 2 (c1) zu ersehen ist.
Wie später noch näher dargelegt wird, sollte der Abstand zwischen den beiden sym- irietrisehen Buckeln so klein wie möglich und rlie Höhendifferenz zwischen den Buckeln und der Senke so gross wie möglich sein, damit auf beiden Seiten der Senke möglichst grosse. Steilheiten im Flussverlauf entstehen. Aus die sen Erwägungen erweist sich eine Flusskurv e gemäss Fig. 2 (c) als die am besten geeignete.
Der gewünschte Kurvenverlauf kann noch dadurch verbessert werden, dass man einen Gleichstrom durch die Spulen des Ablesekop- fes hindurehschickt, welcher einen zusätzlichen. Fluss zwischen den Polstücken 1 und 2 er- zeugt. Dieser Fluss hat einen solchen Verlauf, dass er die Höhendifferenz zwischen den Buk- keln und der Senke vergrössert.
Durch das dauernde Fliessen eines Gleichstromes kann ein Flussverlauf gemäss Fig. 2 (e) erreicht wer den, welcher die grösste Abnahme zeigt, wenn der Schlitz die symmetrische Lage bezüglich der Polstücke 1 und 2 einnimmt, da in dieser Lage die grösste Reluktanzzunahme des Luft spaltes zwischen den Polstücken auftritt. Die Kombination der Kurven nach den Fig. 2 (c) und 2 (e) ergibt die Kurve nach Fig. 2.(f), aus der zu ersehen ist, dass der Abstand zwi schen den beiden Buckeln praktisch unver ändert ist, während der Höhenunterschied zwischen den Buckeln und der Senke noch zu genommen hat.
Die Fig. 3 zeigt eine Schaltung, welcher die im Ablesekopf durch die Flussänderung indu zierte elektromotorische Kraft zugeführt wird, nachdem sie über einen Verstärker geleitet worden ist. Die EMK ist qualitativ in der Fig. 4 (a) dargestellt, welche eine Kurve mit. zwei scharfen Spitzen zeigt, zwischen denen ein Abschnitt mit hoher Steilheit liegt.
Eine EMK der eben erwähnten Form wird voraussetzungsgemäss von der Anode der letz ten (nicht gezeigten) Verstärkerstufe über den Kopplungskondensator C1 an das Steuergitter der Pentode VA, (F'ig. 3) angelegt. Diese Pentode bildet einen Teil einer Differentia- tionssehaltung, welcher auch die Induktivität L angehört, welche zwischen die Anode der Röhre 17,41 und der positiven Klemme der Gleichstromquelle Ei eingeschaltet ist.
Die Kathode der Röhre 17,11 ist über die Parallel schaltung des Widerstandes R1 und des Kon- densators C2 mit Erde verbunden. Das Schirm gitter ist über den. Widerstand R2 mit der Quelle El und über den Ableitkondensator Ca mit Erde verbunden. Das Bremsgitter ist direkt mit der Kathode verbunden.
Bevor die EMK gemäss Fig. 4 (a) an das Steuergitter der Röhre 17.11 . gelangt, wird sie über eine Spannungsbegrenzungsstufe geführt, welche den zwischen das Steuergitter der Röhre VA, und Erde geschalteten Gleichrichter Gl und den Gleichrichter G2 aufweist, welch letzterer zwischen das Steuergitter der Röhre VA, und den V erbindungspunkt der Wider stände R;
und R,1 geschaltet ist, welche zusammen mit dem Widerstand R5 ein Potentiometer bilden, das zwischen der positiven Klemme der Quelle Ei und Erde liegt. Die Gleichrichter G1 und G2 sind durch die Widerstände R6 bzw. R7 über brückt, während der Ableitkondensator C, parallel zum Widerstand R.. geschaltet ist.
Bei der in der Fig. 3 angenommenen Po larität der Gleichrichter G, und G.@ werden die. Spannungsänderungen am Steuergitter der Röhre VA, auf Werte begrenzt, die zwi schen einer obern und einer unterm Grenze liegen. Die Wellenform des am Steuergitter auftretenden Signals hat daher im wesent lichen die in Fig. 4 (b) dargestellte Form.
Der erwähnte Spannungsbegrenzer hat den Vorteil, die Differenz zwischen den zwei schar fen, den positiv gerichteten Kurventeil grosser Steilheit begrenzenden Spitzen der Fig. 4 (c,) zu vermindern, während das Zeitintervall., während welchem der Kurventeil grosser Steil heit durchlaufen wird, beträchtlich verkürzt wird.
Da die Wirkring der Schaltungsteile VA,-L darin besteht, die Welle zu differen zieren, welche in Fig. 4 (b) dargestellt ist, er zeugt der genannte positiv gerichtete Kurven teil grosser Steilheit ein sehr scharfes Signal, dessen Amplitude bedeutend grösser ist als die Amplituden der Signale, die durch die übrigen positiv gerichteten Kurventeile der in Fig. 4 (b) dargestellten Welle erzeugt werden.
Die differenzierte Welle tritt an der Anode der Röhre VA, auf. Ihre Form ist in der Fig. 4 (c) dargestellt. Dieses Signal gelangt über den Kopplungskondensator C5 und den Gitterwiderstand Rs an das Gitter der Triode VA2. Der Verbindungspunkt des Kondensa- tors C5 und des Widerstandes Rs ist. von der negativen Gleichstromquelle E;, aus über den Widerstand R9 vorgespannt.
Die Anode der Röhre VA. ist mit der positiven Klemme der Gleichstromquelle E2 verbunden, während ihre Kathode über den Widerstand Rio ge erdet ist. Die Triode VA2 arbeitet als Katho denverstärker und wird so betrieben, dass alle Signale unterhalb eines gewissen durch die horizontale Linie 9 in Fig. 4 (c) bestimmten Eingangspegels ohne Wirkung auf ihr Katho denpotential sind.
Dies bedeutet, da.ss nur der scharfe Impuls 10 der Welle nach Fig. 4 (c) an der Kathode der Röhre VA.. erscheint, während alle andern durch die Differentia- tionsschaltung erzeugten Impulse unterdrückt werden. Auf diese Weise wird somit ein sehr kurzes und genaues Signal beim Durchgang des Schlitzes durch die Symmetrielage bezüg- lieh der Polstücke 1. und ? erhalten.
Die Ver bindungsstelle des Kondensators C5 und des Widerstandes R8 ist ferner mit der Anode des Gleichrichters Gz, verbunden, dessen Kathode mit denn Verbindungspunkt.
der Widerstände R1 und R5 verbunden ist, um eine geeignete Vorspannung für diesen CTleiehrichter zii er halten, dessen Wirkung darin besteht, den llaxiinalwert der an der Kathode der Röhre VA2 auftretenden Signale auf den durch die horizontale Linie<B>11</B> in Fig. 4 (c) dargestell ten Wert zu. begrenzen.
Der Verbindungs- punkt der -Widerstände R., und R5 ist über den Ableitkondensator C6 mit Erde verbun den.