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EMI1.1
Der Erfindungsgegenstand dient zur Erzeugung zyklischer Reihen von Einzelimpulsen, die alle durch Impulspausen voneinander getrennt sind. Die Bezeichnung "bedingt selbständig, " bedeutet unselbständigen Start nur unter der Bedingung, dass ein Startimpuls gegeben. wird, worauf die Impulsreihe selbständig mit einstellbarer Frequenz abläuft. Wird der Startimpuls periodisch gegeben, z. B. durch einen rückgekoppelten Röhrengenerator mit nachfolgender Impulsformung, dessen Impulsabstand grösser als die Summe aller Einzelimpulsabstände sein muss, so gibt der Generator periodische Folgen von Reihenimpulsen ab.
In der USA- Patentschrift Nr. 2, 642, 526 (H. Gallay) ist ein Reihenimpulsgenerator beschrieben, der mit Vakuumröhren arbeitet, von denen jede Anode über je ein RC-Glied auf das Gitter der folgenden Röhre einwirkt, wobei die Fortschaltung mittels Impulsgabe an der Kathodenverbindungsleitung der Impulsröhren erfolgt, so dass jede Röhre nacheinander während einer Einzelimpulsdauer leitend wird. Die Nachteile dieses Generators bezüglich dessen Einsatz in amplitudenmodulierten Fernmesssystemen liegen in der Notwendigkeit, zusätzliche Pausenröhren zu verwenden, wodurch der Röhrenaufwand auf das Doppelte steigt. Weiters ist die Belastbarkeit der abgegebenen Impulse relativ gering, so dass gegebenenfalls Impulsverstärker verwendet werden müssen.
Ausserdem ergibt sich durch den in dieser Schaltung notwendigen Spannungsteiler für die Impulsfortschaltung eine grosse Belastung der Anodenspannungsquelle. Weiters ist in der brit. Patentschrift Nr. 710,717 (Metropolitan-Vickers El. Co.) ein ähnlicher Generator beschrieben, bei dem die Fortschaltimpulse nicht an den Kathoden, sondern an den Gittern der Impulsröhren wirksam sind, der aber ebenfalls ohne Impulspausen arbeitet.
Eine zyklische Impulsreihe kann auch aus unselbständigen Multivibratoren gebildet werden, die hintereinandergeschaltet sind und die mit ihren jeweiligen rückwärtigen Flanken den nachfolgenden Multivibrator auslösen. Diese Impulskette kann durch einen einmaligen Anstossimpuls selbständig ununterbrochen weiterschwingen, wenn die rückwärtige Flanke des letzten Multivibrators auf den Eingangskreis des ersten einwirkt. Es kann aber auch eine bedingt selbständige Kette durch Einfügen eines Generators für den Startimpuls gebildet werden, so dass der Anstossimpuls wegfällt.
Die Nachteile dieser Anordnung liegen insbesondere darin, dass die Impulsdauer von Multivibratoren stark anodenspannungsabhängig ist, wodurch die Gesamtperiodendauer durch die Hintereinanderschaltung und die daraus resultierende Fehlersumrnierung beträchtlich und für viele Zwecke nicht mehr erlaubten Schwankungen unterworfen ist. Dazu kommen noch einander addierende Fehler von Potentiometern, Widerständen und Kondensatoren, die sich hier besonders ungünstig auswirken, da die Impulsdauer jedes einzelnen Impulses eingestellt werden muss und somit von generatoreigenen Einstellorganen abhängt, statt von einem einzigen, auf alle Einzelgeneratoren gemeinsam wirkenden Einstellorgan.
Ein weiterer Nachteil ist der hohe Aufwand an Röhrensystemen, der pro Einzelimpuls zwei Systeme erfordert.. Da aber für die meisten Zwecke der gegenseitigen Beeinflussung wegenimpulspausen eingefügt werden müssen, so ergibt sich durch die notwendigen Pausenröhren eine Systemzahl pro Einzelimpuls von 4.
Für umfangreichere Anlagen wird daher oft die Heizleistung der Röhren zu gross. Ferner wird die Frequenz eines Multivibrators bei der Stromversorgung aus dem Wechselstromnetz im Takt der Netzfrequenz mitgezogen, so dass umfangreiche Siebmittel angewendet werden müssen.
Eine nach dem bisherigen Stand der Technik weitere Möglichkeit bieten die in Zählgeräten verwendeten Zählketten, die entweder mit Relaisröhren oder Dekadenröhren mit je J 0 getrennt herausgeführten,
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kalten Kathoden bestückt sind.
Die Nachteile dieser Schaltungen liegen besonders darin, dass auch hier keine Impulspausen vorhanden sind und sich sogar die Impulse durch die verwendeten Kathodenlöschkondensatoren gemäss ihren Entladungskurven noch überdecken, wodurch sich die Verwendung von eigenen Pausenröhren ergibt. Die Zahl der Röhrensysteme pro verwertbaren Impuls beträgt somit 2.
Ein weiterer Nachteil sind die allzu oft eintretenden Fehlzündungen, die besonders dadurch entstehen, dass die Zündimpulse für'die Relaisröhren, die nicht zünden dürfen, nicht verschwinden, sondern nur negativer liegen als der Zündimpuls für die jeweils zur Zündung bestimmte Röhre. Daher können Fehlzündungen schon durch kleine Störeinflüsse, wie Belichtung, Anodenspannungsschwankungen u. dgl. entstehen. Weiters ist die Frequenzkonstanz einer im übrigen schwierig zu bildenden Kette noch ungünstiger als bei den Schaltungen mit Multivibratoren. Ausserdem ist die Impulsfolgefrequenz nach obenhin wegen der Ionisierungs-und Entionisierungszeiten der Relaisröhren begrenzt, so dass diese Generatoren z. B. nicht als Impulskanalumschalter für das Farbfernsehen verwendbar sind.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass bei einem zyklischen Reihenimpulsgenerator die Kathoden der einzelnen Impulsröhren untereinander verbunden sind und mit der Anode einer während der Impulsperiode leitenden und während der Impulspausen gesperrten Schaltröhre in Verbindung stehen, wobei das Gitter dieser Röhre über einen regelbarenWiderstand mit der Anodenschiene verbunden ist, wobei ausserdem zwischen diesem Gitter und der Anode einer weiteren Schaltröhre ein Kondensator angeordnet ist, der in Verbindung mit dem Regelwiderstand die Sperrzeit bzw.
die Pausendauer bestimmt, wobei das Gitter der zweiten Schaltröhre einerseits über einen weiteren Regelwiderstand mit der Anodenschiene verbunden ist und anderseits über einen Kondensator mit einer Steuerschiene in Verbindung steht, welche von jeder einzelnen Anode der Impulsröhren während ihrer Leitdauer mittels je eines Ventile je einen negativen Impuls erhält, der die zweite Schaltröhre immer solange sperrt, als es der zweiten eingestellten Zeitkonstante, der Impulsdauer, entspricht, wobei de. Anodenstromimpuls'jeder Impulsröhre die Primärseite je eines Transformators durchfliesst, dessen eine Sekundärwicklung über je einen Widerstand mit dem jeweiligen Gitter bzw.
mit der Bezugsleitung verbunden ist, wobei parallel zur Sekundärwicklung einKondensator liegt,währendparallelzudem an der Bezugsleitung liegenden Widerstand ein Sperrventil geschaltet ist, wobei einer zweiten Sekundärwicklung, die als Ausgangswicklung dient, ein weiteres Sperrventil parallel liegt, so dass solcherart ein periodischer Schwingkreis vorliegt, dessen erste Sekundärwicklung mit der Primärwicklung rückkoppelnd geschaltet ist, wobei die Impulsweitergabe kapazitiv erfolgt, so dass mittels eines einmalig oder periodisch an die erste Stufe gegebenen kurzzeitigen positiven Startimpulses die Impulskette zum Ablaufen gebracht werden kann.
Die Zahl der Röhrensysteme für n Impulse beträgt wegen der notwendigen Steuerröhren n + 2, so dass der Röhrenaufwand schon bei mehr als 2 Impulsen kleiner als bei den bekannten Schaltungen ist. Die Einzelimpulsdauer wird nicht durch denjenigen, de'1 betreffenden Einzelimpuls abgebenden Generator bestimmt, sondern durch zwei zentrale, einstellbare Zeitglieder. für die Impuls-und Pausendauer aller Impulse.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Arbeitsweise einer Einrichtung nach Fig. 1 ist folgende : An die Klemmen 7 - 0 wird ein kurzzeitiger positiver Startimpuls s gebracht, (in Fig. 2b schraffiert gezeichnet), der über den Kondensator 8, der Sekundärwicklung Sl des Impulstransformators 9 und den Gitterwiderstand 10 an das Gitter des l. Systems der Röhre 11 gelangt. Da das System II der Röhre 12 leitend ist und daher die Kathodenschiene 13 niederohmig gegen die. Bezugsleitung ist, so wird durch den Startimpuls die Röhre 11/1 leitend werden.
Die Sekundärseite SI ist gegen die anodenstromdurchflossene Primärwicklung P rückkoppelnd geschaltet, so dass in Verbindung mit dem parallel' geschalteten Kondensator 14 und den zur Sekundärwicklung S2 parallelliegenden V entil15 ein stark gedämpfter, rückgekoppelte Schwingkreis gebildet wird, dessen Schwingungskurve einen aperiodischen positiven Impuis darstellt. Der Anodenstromfluss in der Röhre 11/1 hat einen negativen Anodenspannungsimpuls (Fig. 2a) zur Folge, der über das Ventil 16 an die Schiene 1'1 ge angt'und nber den Kondensator 18 die Röhre 1 : 11 während einer durch die Grösse des Regelwiderstand. es 19 bestimmten Zeit sperrt. Vorgreifend bestimmt der Regelwiderstand 19 die Impulsdauer für alle Impulse.
Durch die Sperrung der Röhre 12/1 erhält deren Anode einen positiven Impuls, der über den Kondensator 20 dem Gitter der Röhre 12/II gegeben-wird. Am Zustand dieser Röhre ändert sich aber zunächst noch nichts, da das System II schon vorher leitend war. Erst wenn durch die Zeitkonstante 18/19 das System I wieder leitend wird, entsteht durch die Sperrung des Systems II eine Unterbrechung des Anodenstromflusses in der Röhre 11/1. so dass der erste Impuls der zyklischen Reihe beendet ist. Die Röhre 12/11 ist so lange stromlos, als es der eingestellten Zeitkonstante 20/21, welche die Pausendauer für alle Impulse vorgibt, entspricht.
Die Anode 11/1 hat
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durch ihren negativen Impuls den Kondensator 22 über das Ventil 23 teilweise entladen, so dass nach dem
Impulsende das Gitter der Röhre 11/II einen positiven Differenzierimpuls erhält, der aber erst nach been- deter Impulspause zum Anodenstromimpuls in der Röhre 11/II und damit zur Gewinnung des zweiten zyklischen Impulses führt. Somit läuft nach jedem an die Klemme 7 gebrachten Startimpuls die Impuls- reihe selbständig bis zum letzten Impuls unter Einhaltung der durch die Widerstände 19 und 21 bestimm- ten Impuls- und Pausendauern ab. Dabei muss vorausgesetzt werden, dass die am Widerstand 19 einge- stellte Impulsdauer kleiner oder höchstens gleich der Schwingungsdauer der Transformatoren 9 mitden
Kapazitäten 14 sein darf.
Die abgegebenen Impulse werden an den Klemmen 1, 2,... n gegen die Be- zugsleitung o abgenommen. Da als Impulsröhren Hochvakuumröhren verwendet sind, kann die obere Frequenzgrenze weitgehend-hinaufgesetzt werden, u. zw. bis in das Kurzwellengebiet hinein. Die Impuls- transformatoren 9 sind in diesem Fall durch HF-Transformatoren und die Ventile, die ansonsten Kleinflä- chengleichrichter oder Sirutoren sein können, durch Germaniumdioden oder Röhrendioden zu ersetzen.
Der Generator kann auch selbständig schwingen, wenn die Anode der letzten Impulsröhre über einen Kon- densator 24 mit der Eingangsklemme 7 verbunden wird (in Fig. 1 strichliert gezeichnet), womit die
Impulskette geschlossen ist. Zur Einleitung der selbständigen Dauerimpulse bedarf es aber eines einmali- gen Anstossimpulses, der an einer beliebigen Impulsröhre über ein Ventil gegeben werden kann.
Zu den Anwendungsgebieten zählen insbesondere die Geberseiten jener Fernsteuer- und Fernmessver- fahren, die mit amplitudenmodulierten Reihenimpulsen arbeiten, da die eingangs beschriebenen bekann- ten Generatoren für diese Zwecke zu wenig betriebssicher sind und überdies der Röhrenaufwand durch die zum Zwecke der gegenseitigen Beeinflussungslosigkeit der Impulskanäle unumgänglich notwendigenpau- senröhren zu gross wäre.
Weitere wichtige Anwendungsmöglichkeiten bietet das Farbfernsehen, da die erreichbare obere
Grenzfrequenz ausreicht. Durch Bildung von drei Impulskanälen können die drei Grundfarben nacheinan- der zyklisch übertragen werden. Der zusätzlich erforderliche Röhrenaufwand ist gering und beträgt bei
Verwendung von Doppeltriolen nur drei Röhren. Ferner können die Generatoren auch für Zeitgebergeräte,
Impulsschieber, Frequenzvervielfacher, Kanalumschalter usw. verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zyklischer Reihenimpulsgenerator, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathoden der einzelnen Im- pulsröhren (11 I, 11...) untereinander verbunden sind und mit der Anode einer während der Impulsperioden leitenden und während der Impulspausen gesperrten Schaltröhre (12, II) in Verbindung stehen, wobei das
Gitter dieser Röhre über einen regelbaren Widerstand (21) mit der.
Anodenschiene (6) verbunden ist, wobei ausserdem zwischen diesem Gitter. und der Anode einer weiteren Schaltröhre (12, I) ein Kondensator (20) angeordnet ist, der in Verbindung mit dem Regelwiderstand die Sperrzeit bzw. die Pausendauer bestimmt, wobei das Gitter der zweiten Schaltröhre einerseits über einen weiteren Regelwiderstand (19) mit der
Anodenschiene verbunden ist und anderseits über einen Kondensator (18) mit einer Steuerschiene in Verbindung steht, welche von jeder einzelnen Anode der Impulsröhren während ihrer Leitdauer mittels je eines Ventiles (16) je einen negativen Impuls erhält, der die zweite Schaltröhre (12, I) immer solange sperrt, als es der zweiten eingestellten Zeitkonstante, der Impulsdauer, entspricht, wobei der Anodenstromimpuls jeder Impulsröhre die Primärseite (P) je eines Transformators (9)
durchfliesst, dessen eine Sekundärwicklung (sol) über je einen Widerstand (10) mit dem jeweiligen Gitter bzw. mit der Bezugsleitung verbunden ist, wobei parallel zur Sekundärwicklung ein Kondensator (14) liegt, während parallel zu dem an d'e- Bezugsleitung liegenden Widerstand ein Sperrventil (23) geschaltet ist, wobei einer zweiten Sekundärwicklung (S2), die als Ausgangswicklung dient, ein weiteres Sperrventil (15) parallel liegt, so dass solcherart ein aperiodischer Schwingkreis vorliegt, dessen erste Sekundärwicklung mit der Primärwicklung rückkoppelnd geschaltet ist, wobei die Impulsweitergabe kapazitiv erfolgt, so dass mittels eines einmalig oder periodisch an die erste Stufe gegebenen kurzzeitigen positiven Startimpulses die Impulskette zum Ablaufen gebracht werden kann.