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Bückkopplungsschaltung zur Erzeugung von Kippschwingungen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückkopplungsschaltung zur Erzeugung von durch Syn- chronisierimpulse gesteuerten Kippschwingungen. Solche Schaltungen sind insbesondere in der Fernsehtechnik in Gebrauch, wo die Steuerspannungen für das Ablenksystem der Braunschen Röhren vielfach durch Kippschwingungsgeneratoren mit Rückkopplung erzeugt werden. Nach der Wellenform der für die Strahlablenkung benutzten und durch diese Schaltungen erzeugten Spannungen werden diese Generatoren in der Literatur manchmal Sägezahngeneratoren"genannt. Für die erwähnte Verwendung beim Fernsehen ist es wichtig, dass der sich selbst erregende Generator leicht durch eine synchronisierende Spannung gesteuert werden kann.
Es sind für diesen Zweck bereits Schaltungen bekannt, deren gemeinsames Merkmal darin besteht, dass ein Kondensator im wesentlichen mit konstantem Strom beispielsweise über die Entladungsstrecke einer im Sättigungsgebiet arbeitenden Elektronenröhre aufgeladen und dann verhältnismässig schnell über eine gittergesteuerte Entladungsröhre entladen wird. Auf diese Weise ergibt sich ein zur Strahlablenkung geeigneter zeitproportionaler Anstieg in der Aufladephase, dem ein schnelles Zusammenbrechen der Spannung in der Entladephase folgt.
Um den Entladevorgang, welcher der Strahlrückkehr in die Ausgangslage entspricht, möglichst zu beschleunigen, werden gewisse Kunstschaltungen verwendet, welche alle darauf hinzielen, die Gitterspannung der als Entladerelais dienenden Röhre von dem negativen Wert während der Aufladephase im Augenblick der einsetzenden Entladung möglichst rasch zu genügend grossen positiven Werten zu verändern. Dies geschieht bei praktisch angewendeten Schaltungen in der Weise, dass durch den bei einer gewissen Kondensatorspannung einsetzenden Entladestrom an einem Kopplungselement eine Spannung erzeugt wird, die im gewünschten, die Entladung beschleunigenden Sinne dem Steuergitter der Entladeröhre zugeleitet wird, also durch eine Art Rückkopplung.
Oft wird auch im Rückkopplungskanal noch eine besondere Röhre zur Umkehr der Rückkopplungsphase oder zur Verstärkung der Rückkopplungsspannung vorgesehen. Man hat dann zwischen der rückgekoppelten Entladeröhre und der Umkehr-bzw. Verstärkerröhre zu unterscheiden. Als Entladeröhre ist diejenige Röhre leicht zu erkennen, welche mit dem frequenzbestimmenden Kreis der Anordnung, also dem Ladungskondensator und Aufladewiderstand in Verbindung steht. Von ihrem Anodenkreis werden in der Regel die Rückkopplungsspannungen hergeleitet. Mannigfache Abwandlungen derartiger Schaltungen sind bekannt.
Die in den Generatoren der besprochenen Art sieh erregenden Schwingungen können durch Steuerimpulse mit andern Ablenkeinrichtungen der Anordnung, beispielsweise mit dem Abtastgerät auf der Senderseite in Synchronismus gehalten werden. Die Zuführung der Steuerimpulse kann beispielsweise am Gitter der als Entladerelais dienenden Röhre erfolgen, wo auch die Rückkopplung- spannungen zur Wirkung kommen. Die Schwingungen können von der Synchronisierungsspannung mitgezogen werden, wenn die frequenzbestimmenden Elemente des Generators zum mindesten ungefähr auf die Synchronisierungsfrequenz eingestellt sind. Die Neigung des Generators, mit den Steuerimpulsen in Gleichtakt zu bleiben, hängt nun von dem Amplitudenverhältnis zwischen der Rückkopplungsspannung und der Synchronisierungsspannung ab.
Um diese beiden Spannungen in das geeignete Verhältnis zueinander zu bringen und sie gewissermassen gegeneinander abzuwägen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, in der Schaltung Mittel zur Regelung, z. B. einen Potentiometer in solcher Weise anzuordnen, dass bei Betätigung eines einzigen Einstellorgans gleichzeitig die Amplitude der Steuer-
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impulse und gegensinnig dazu die Amplitude der Rückkopplungsspannungen geregelt wird. Auf diese Weise kann der Generator leicht so eingestellt werden, dass die erzeugte Welle von der synchronisierenden Welle mitgenommen wird.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.
Ein Kondensator 1 wird von einer Gleichspannungsquelle 2 über einen einstellbaren Widerstand.) aufgeladen. Parallel zum Kondensator 1 ist ein Entladungsweg angeordnet, welcher aus der Röhre 4 besteht, die eine Kathode 5, eine Anode 6 und ein Steuergitter 7 enthält. Ein Widerstand 8, der im
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Widerstand 15 zwischen dem Gitter 12 und der geerdeten Kathode 10 der Röhre 9 angelegt.
Die Röhre 9 entwickelt ihre Ausgangsspannung an dem Widerstand 16, der zwischen der Anode 11 und Batterie 2 liegt. Diese Spannung wird wieder auf den Eingangsgitterkreis der Röhre 4 über die Leitung 1'7 zurückgeführt, welche die Anode 11 der Röhre 9 mit dem Gitter 7 der Röhre 4 verbindet.
Die Synchronisierungsspannung 20, die einseitig geerdet ist, wird durch einen Kondensator 21 über das Potentiometer 13 und den Widerstand 8 geführt. Ein Teil der am Widerstand 8 und dem Potentiometer 13 liegenden Spannung wird entsprechend der Schieberstellung dem Gitter der Röhre 9 aufgedrückt.
Die am Kondensator 1 sich ausbildende Spannung wird durch einen Widerstand 104 und den Bloekkondensator 22 den Ausgangsklemmen 23 zugeführt, die durch einenWiderstand 24 überbrückt sind.
Vorausgesetzt, dass der Kondensator 1 anfänglich entladen ist, so wird er sich über den Widerstand 3 aufladen. Die auf diese Weise an den Kondensatorklemmen sich entwickelnde Spannung wird einen solchen Wert erreichen, dass durch Röhre ± ein strom zu fliessen beginnt, der einen Spannungabfall am Widerstand 8 erzeugt. Dadurch erhält das Gitter der Röhre 9 eine zunehmende negative Spannung, und der Stromfluss in der Röhre 9 sowie der Spannungsabfall an ihrem Ausgangswiderstand 16 werden vermindert, wodurch das Gitter 7 der Röhre 4 stärker positiv wird. Diese positive Gitterspannungsversehiebung der Röhre 4 setzt ihren Widerstand bis zum Ausmass des Kurzschlusses des Kondensators 1 herab, woraufhin der Kondensator sich so schnell entlädt, dass dagegen die über den Widerstand 3 nachfliessende Ladung vernachlässigbar ist.
Wenn der Kondensator 1 sich entlädt, fällt der Strom durch die Röhre 4 und daher die Spannung am Widerstand 8 ab und das Gitter der Röhre 9 wird zunehmend positiv. Die sich ergebende Zunahme des Stromes durch Röhre 9 infolge des Ansteigens der Spannung an ihrem Ausgangswiderstand 16 macht das Gitter der Röhre 4 zunehmend negativ und bewirkt die Sperrung der Röhre 4 bis zu einem praktisch unendlich grossen Widerstand. Daraufhin lädt sich der Kondensator 1 von der Spannungsquelle 2 wieder auf und es wird so eine fortlaufende Wiederholung des beschriebenen Kreislaufes bewirkt.
Die Entladungszeit des Kondensators 1 wird durch die Stellung des Schiebers am Potentiometer 13 geregelt, dessen Stellung die Spannung bestimmt, welche auf das Gitter der Röhre 9 aufgedrückt wird, und daher auch diejenige, welche als Rückkopplungsspannung auf das Gitter der Röhre 4 zurückgeführt wird.
Wenn keine Steuerspannung 20 vorhanden ist, wird die Periode der erzeugten Wellen durch die Einstellung des Widerstandes 3 bestimmt. Wenn die auf diese Weise bestimmte Frequenz derjenigen der synchronisierenden Spannung hinreichend nahe ist, wird die Generatorschwingung mit der synchronisierenden Spannung in Gleichtakt gebracht und so erhalten. Diese Neigung in Gleichtakt"zu bleiben, hängt von dem Verhältnis der Amplituden der Rückkopplungsspannung und der synchronisierenden Spannung ab. Das Potentiometer-M schafft für diesen Zweck eine wirksame und zuverlässige, fortlaufend einstellbare Regelung, insofern, als es gleichzeitig beide, die synchronisierende, an den Generator angelegte Spannung und die Amplitude der Rückkopplungsspannung entgegengesetzt einstellt.
Auf diese Weise wird, wenn der Schieber des Potentiometers 13 nach rechts bewegt wird, die auf das Gitter der Röhre 9 aufgedrückte synchronisierende Spannung ansteigen. Zur gleichen Zeit reduziert indessen die Widerstandszunahme desjenigen Teiles des Potentiometers, der auf diese Weise zwischen die Anode der Röhre 4 und das Gitter der Röhre 9 eingeführt wird, den Bruchteil der erzeugten, am Widerstand 8 entwickelten Wellenspannung, welche zwischen Gitter und Kathode der Röhre 9 aufgedrückt wird.
Auf diese Weise werden durch das einfache Mittel der Einstellung des Potentiometerschiebers die
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Amplitudenverhältnis eingestellt, um den Synchronismus aufrechtzuerhalten.
Die hauptsächliche Veränderung der Schaltung nach Fig. 2 im Vergleich mit derjenigen der Fig. 1 besteht darin, dass das Potentiometer 13 aus der Verbindung der Anode 6 mit dem Gitter 12 der Fig. 1 weggelassen und in die Verbindung der Anode 11 mit dem Gitter 7 in der Fig. 2 eingeführt ist. Durch diese Anordnung wird die synchronisierende Spannung an den Gitterkreis der kurzschliessenden Röhre 4 angelegt und ein einstellbarer Teil des Potentiometers liegt in der Rückkopplungsverbindung 17.
Wie bei der vorhergehenden Anordnung stellt die Bewegung des Potentiometerschiebers die an den Generator angelegte synchronisierende Spannung und die Amplitude der Rückkopplungsspannung entgegengesetzt ein. Wenn der Schieber z. B. nach links bewegt wird, vergrössert sich die synchron-
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sierende Spannung, die auf den Gitterkreis der Röhre 4 aufgedrückt wird, während gleichzeitig die Rückkopplung vermindert wird.
Der Ladungswiderstand 3 der Fig. 1 ist in Fig. 2 durch eine Mehrgitterröhre-M'ersetzt, die so eingestellt wird, dass sie einen im wesentlichen konstanten Strom durchlässt. Das innere Gitter dieser Röhre ist durch eine veränderliche Anzapfung mit einer Spannungsquelle 25 verbunden, wodurch die Periodizität der erzeugten Welle bei Nichtvorhandensein der synchronisierenden Spannung eingestellt werden kann.
Fig. 3 stellt eine Anwendung der Erfindung auf ein abgestimmtes Rückkopplungssystem dar, das zur Erzeugung von im wesentlichen sinusförmigen Wellen dient. Die Schaltung enthält die Röhren 4 und 9 und eine Widerstandskopplung, die schaltungsmässig derjenigen der Fig. 1 gleich ist, um durch das Potentiometer 13 den Ausgang der Röhre 4 mit dem Eingang der Röhre 9 einstellbar zu koppeln.
Eine synchronisierende Spannung wird, wie in Fig. 1, von der Quelle 20 über einen Kondensator 21 an ein Ende des Potentiometers 1. angelegt.
Die Röhre 4 ist mit einem abstimmbaren Eingangskreis versehen, der aus einer Spule 26 und einem veränderlichen Kondensator 27 besteht. Die Anode 11 der Röhre 9 ist mit Erde über Leitung 17 verbunden und über die Spule 28 induktiv mit der Spule 26 gekoppelt. Die magnetische Polung der Spulen 26 und 28 ist derart gewählt, dass dadurch selbsterregte Schwingungen erzeugt werden. Das Steuergitter 7 der Röhre 4 wird durch einen Kathodenwiderstand geeignet vorgespannt.
Die Synchronisation des Generators der Fig. 3 wird ebenso wie in Fig. 1 erreicht. Die Verstellung des Potentiometerarmes nach rechts erhöht die synchronisierende Spannung und setzt gleichzeitig die Rückkopplungsspannung herab.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Rückkopplungssehaltung zur Erzeugung von durch Syn hronisierimpulse gesteuerten Kippschwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Regelung (z. B. ein Potentiometer) in solcher Weise vorgesehen sind, dass bei Betätigung eines einzigen Einstellorgans gleichzeitig die Amplitude der Steuerimpulse und gegensinnig dazu die Amplitude der Rückkopplungsspannungen geregelt wird.