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Pulszähler mit Tunneldioden
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heren Ruhestrom ix als alle andern Tunneldioden (d. h. die Dioden 11,21, 31 und 41) der Kette, deren ruhestrom gleich iy ist.
Nach Anschluss der Anodenspannung von der Quelle 60 wird daher der Arbeitsstrom der ersten Tunneldiodel auf den Punkt Al und die Arbeitsströme der andern Tunneldioden auf den Punkt Ao eingestellt.
In diesem Zustand ist an allen diesen Tunneldioden 11,21, 31 und 41 praktisch dieselbe Spannung U A 0 vorhanden, mit Ausnahme der ersten Tunneldiode 1, die eine etwas höhere Anodenspannung DA auf- weist. Unter diesen Bedingungen fliesst durch die Kopplungswiderstände 4,14, 24 und 34 praktisch kein Strom hindurch.
Wenn nun an den Eingangsklemmen 101 ein positiver Spannungsimpuls von solcher Grösse und Gestalt eintrifft, dass durch die Kondensatoren 2,12, 22,32 und 42 ein Strom hindurchfliesst, der grösser als der Strom Ail und kleiner als der Strom Ai, ist, wächst der durch die erste Tunneldiode 1 hindurchfliessende Strom über den Wert ip an. Die erste Tunneldiode 1 geht in einen dem Punkt B, auf der Kennlinie entsprechenden Zustand über, so dass bei demselben Strom ix die Spannung an der ersten Tunneldiode 1 vom
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de 11-verschieben während des Impulses ihren Arbeitspunkt von Ao auf Al, so dass sie nach dem Abklingen des. Impulses auf den Punkt Ao zurückkehren.
Durch die besagte zweite Tunneldiode 11 beginnt unter Einfluss des Kopplungswiderstandes 4 ein Strom zu fliessen, denn an der Anode der ersten Tunneldiode 1 herrscht eine höhere Spannung Uss als an der Anode der zweiten Tunneldiode 11, wo eine Spannung UA vorhanden ist. Durch Einwirkung dieses Stromes wird der Arbeitsstrom der zweiten Tunneldiode 11 zum Punkt Al verschoben.
Beim Eintreffen eines weiteren Impulses an den Eingangsklemmen 101 verschiebt die erste Tunneldiode l ihren Arbeitspunkt in der Richtung vom Punkt Bo zum Punkt B, so dass nach Abklingen dieses Im-
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vorhergehenden Zyklus die erste Tunneldiode 1 arbeitete, d. h. in den Zustand Bo'Die zweite Tunneldiode 11 bleibt in diesem Zustand Bo auch nachdem der Impuls aufhört. Die andern Tunneldioden, mit Ausnahme der dritten Tunneldiode21, kehren in den Zustand Ao zurück. Die erwähnte dritte Tunneldiode 21 hat nämlich unter Einfluss des durch den Kopplungswiderstand 14 hindurchfliessenden Stromes ihren Arbeitspunkt Al verschoben.
Bei der Ankunft eines weiteren Impulses geht demnach die dritte Tunneldiode 21 in einen dem PunktBo entsprechenden Zustand iiber und verschiebt den Arbeitspunkt der vierten TUl1neldio- de 31 auf den Punkt Al. Infolgedessen kippt der weitere auf die Klemmen 101 gelangende Impuls diese vierte Tunneldiode 31 usw. Dieser Vorgang schreitet fort, bis die letzte Tunneldiode 41 in der Kette gekippt wird.
Aus dem soeben beschriebenen Vorgang geht hervor, dass jeder Impuls, der auf die Eingangsklemmen 101 gelangt, eine Tunneldiode vom Zustand Ao in den Zustand Bo kippt, natürlich mit Ausnahme der ersten Tunneldiode 1, die der erste Impuls vom Zustand Al in den Zustand B2 kippt. Die Anzahl der vom Zähler aufgenommenen Impulse wird durch die Anzahl derjenigen Tunneldioden in der Kette ausgedrückt bzw. angezeigt, die sich in einem Zustand mit einer höheren Anodenspannung UBo bzw. Un befinden.
Sobald die letzte, im gegebenen Falle fünfte, Tunneldiode 41 der Kette in den Zustand Bo gekippt wird, erhöht sich die Spannung an der Basis des Transistors 51, denn diese Basis ist mit dem Punkt 66, d. h. mit der Anode der besagten fünften Tunneldiode 41 verbunden. Infolgedessen beginnt durch den Transistor 51 ein Strom zu fliessen, durch welchen der Kondensator 53 über die Wicklung 56 des Transformators 54 entladen wird. Dadurch entsteht in der Wicklung 57 ein Spannungsimpuls, dessen Polarität der Polarität der Quelle 60 entgegengerichtet ist. Deshalb sinkt während der Dauer dieses Impulses die Spannung im Punkt 65 und dadurch auch an den Anoden sämtlicher Tunneldioden 1, 11,21, 31 und 41 auf Null. Daher kehren nach dem Aufhören des erwähnten Impulses alle diese Tunneldioden in den Zustand A. bzw. A, zurück.
Somit ist der Zähler zur Aufnahme einer weiteren auf die Eingangsklemmen 101 zugeführten Impulsserie bereitgestellt..
Der in der Wicklung 57 entstandene Spannungsimpuls wird auf die Wicklung 58 übertragen und von den Ausgangsklemmen 55 als Impuls aufgenommen, der anzeigt, dass die Zählerkette einmal gefüllt worden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass nach fünf auf die Eingangsklemmen 101 gelangenden Impulsen auf den Ausgangsklemmen 55 ein Impuls erscheint, der die Summe jener fünf den
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Eingangsklemmen 101 zugeführten Impulse anzeigt.
Aus dem Gesagten ist ersichtlich, dass die erste Tunneldiode 1 bzw. ihr Stromkreis etwas andere Wer- te als die andern Tunneldioden der Kette und ihre Stromkreise aufweisen muss. Dieser Forderung kann auf verschiedene Weise entsprochen werden. So kann z. B. der Anodenwiderstand 3 einen geringeren Wert als die andern Anodenwiderstände 13,23, 33 und 43 aufweisen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass für die erste Tunneldiode 1 der Kette eine Tunneldiode mit einem niedrigeren Spitzenstrom P, als die Spitzenströme P ., P usw. der andern Tunneldioden 11, 21,31 und 41 der Kette verwendet werden.
Diese Beziehung ist in Fig. 3 dargestellt, wo einerseits die Kennlinie der ersten Tunneldiode 1 und ander- seits eine allen übrigen Tunneldioden der Kette gemeinsame Kennlinie veranschaulicht ist. Durch diese
Anordnung wird erzielt, dass bei der Ankunft des ersten Impulses an den Eingangsklemmen 101 lediglich die erste Tunneldiode 1 gekippt wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Zählers besteht darin, dass mehrere solche Zähler in äusserst einfacherWeise zu einer Kaskadenschaltung vereinigt werden können. Die Ausgangsklemmen des einen Zählers werden an die Eingangsklemmen des folgenden Zählers angeschlossen.
Fig. 4 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel einer solchen Kaskadenschaltung zweier Zähler, von denen je- der aus einer Kette mit vier Tunneldioden besteht. Der erste Zähler ist dem in Fig. 2 dargestellten Zäh- ler vollkommen ähnlich. Seine Ausgangsklemmen 55 sind mit den Eingangsklemmen 102 des folgenden
Zählers verbunden. Alle Teile des zweiten Zählers sind mit analogen Bezugszeichen, wie sie beim er- sten Zähler verwendet sind, bezeichnet-mit dem einzigen Unterschied, dass zu jedem Bezugszeichen (mit Ausnahme der Eingangsklemmen 102) eine Null hinzugefügt ist.
Fig. 5 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführung, bei welcher an Stelle des Transistors 51 eine
Elektronenröhre 80 verwendet wird, deren Anode an die positive Anodenspannung VA angeschlossen und deren Gitter mit dem Punkt 66, d. h. mit der Anode der letzten Tunneldiode der Kette verbunden ist.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in welcher die Transformatorkopplung durch eine R-C Kopplung ersetzt ist. Es wird hiebei wieder eine von einer Quelle 82 gespeiste Elektronenröhre verwendet, deren Gitter mit dem Punkt 66, d. h. mit der letzten Tunneldiode der Kette verbunden ist. Die Anode dieser Elektronenröhre 80 wird durch eine Anodengleichspannung VA über den Widerstand 52 gespeist und ist gleichzeitig über einen Kondensator 83 mit den Ausgangsklemmen 55 verbunden. Dieselbe Anode ist ferner über einen Kondensator 81 mit dem Knotenpunkt 85 verbunden, an welchen - über den Widerstand 61 - auch die Gleichstromquelle 60 angeschlossen ist.
In beiden Fällen wird der Durchfluss eines Anodenstromes von gewünschter Grösse dadurch erzielt, dass das Gitter der Elektronenröhre 80 die erforderliche Spannung aus dem Punkt 66 bzw. aus der Anode der letzten Tunneldiode 41 der Kette erhält. Der Kondensator 53 bzw. 81 wird somit entweder über die Wicklung 56 des Transformators 54 (Fig. 5) oder über die R-C Kopplung 61,83 auf die Ausgangsklemmen 55 entladen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Impulszähler mit Tunneldioden, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens aus zwei Tunneldioden (1 und 11) besteht, deren Anoden einerseits über Anodenwiderstände (3 und 13) an eine Gleichstromquelle (60), anderseits über Kondensatoren (2 und 12) an die Eingangsklemmen (101) des Zählers angeschlossen sind, wobei die Anoden der Tunneldioden (1 und 11) mittels eines Kopplungswiderstandes (4) miteinander verbunden sind.