Schaltungsanordnung zur Spannungsglättung. Es sind Schaltungseinrichtungen zum Konstanthalten der Klemmenspannung eines Stromverbrauchers bekannt, bei denen der Stromverbraucher über eine Steuerröhre ge speist wird. Die Spannungsänderungen am Stromverbraucher werden in einem bestimm ten Verhältnis auf das Gitter der Steuerröhre übertragen. Dadurch ändert sich der Wider stand dieser Röhre derart, dass die Strom stärke angenähert konstant bleibt und die Spannungsänderungen der Stromquelle in der Hauptsache durch die Steuerröhre und nur zu einem geringen Prozentsatz vom Stromver braucher aufgenommen werden.
Man hat bereits vorgeschlagen, in Schal tungseinrichtungen dieser Gattung eine Ver- stärkerröhre zu verwenden, um die Spannung noch besser konstant halten zu können. Git ter und Kathode dieser Verstärkerröhre wer den dabei an die Klemmen des Stromver brauchers gelegt, während die Spannung an einen Widerstand im Stromkreis dieser Röhre zwischen Gitter und Kathode der Steuer röhre gelegt wird.
Ein Nachteil dieser bekannten Schaltung besteht darin, dass infolge des hohen Wider standes im Gitterkreis der Steuerröhre und der innern Kapazität zwischen Gitter und Anode dieser Röhre bei schnellen Spannungs änderungen das Gitterpotential der Steuer röhre durch die Änderung der Anodenspan nung dieser Röhre stark beeinflusst wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schal tungsanordnung,. die besonders zum Kon- stanthalten der Spannung einer Röntgenröhre geeignet ist.
Bei der Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung wirkt die Spannung an der Ver- stärkerröhre als negative Gitterspannung in dem Gitterkreis der Steuerröhre.
Das Gitter potential der Verstärkerröhre ist von der konstant zu haltenden Klemmenspannung abhängig, und zwar im Gegensatz zu der be kannten Anordnung in dem Sinne, dass es bei sinkender Klemmenspannung steigt, Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird der Widerstand im Gitter kreis der Steuerröhre durch den innern Wi derstand der Verstärkerröhre gebildet, der bei einer schnellen Herabsetzung der Span nung rasch abnimmt, wodurch der Einfluss der innern Kapazität zwischen Gitter und Anode der Steuerröhre eliminiert wird.
Dies ist besonders beim Betriebe einer Röntgen röhre sehr wichtig. Bei den hierbei erfor derlichen kurzzeitigen Belastungen ist es er wünscht, dass die Röhrenspannung vom An fang an ihren richtigen Wert hat.
Ferner hat die Schaltungsanordnung nach der Erfindung den Vorteil, dass der innere Widerstand der Steuerröhre sehr gering wer den kann. Das bedeutet, dass die Klemmen spannung des Stromverbrauchers noch auf recht erhalten werden kann. wenn die Span nung der Stromquelle sehr nahe bis auf den Sollwert der Klemmenspannung herabgesun ken ist. Besonders vorteilhaft ist dies bei der Speisung einer Röntgenröhre durch einen sich entladenden Kondensator.
Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung können bei Anwendung einer positiven Gitterspannung in der Steuerröhre Gitterströme beträchtlicher Grösse fliessen, da mit der diese Ströme liefernden Strom quelle keine zusätzlichen Widerstände in Reihe liegen. Dadurch kann der Widerstand der Steuerröhre sehr weit herabgesetzt wer den. Bei Speisung einer Röntgenröhre durch einen aufgeladenen Kondensator kann hier durch der Energieinhalt des Kondensators besser ausgenutzt werden, so dass man für eine bestimmte Aufnahmeenergie mit einem kleineren Kondensator auskommt.
Vorzugsweise wird die Quelle positiver Gitterspannung kathodenseitig angeordnet, damit die Gitterkapazität der Steuerröhre möglichst gering und die Gitterspannung möglichst starr gehalten werden kann.
Ein besonders zweckmässiges Ausfüh rungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Bei dieser Schaltungsanord nung sind die Verstärkerröhre, eine Hilfs-
EMI0002.0009
stromquelle <SEP> und <SEP> ein <SEP> Spannungsteiler, <SEP> in <SEP> der
<tb> genannten <SEP> Reihenfolge <SEP> miteinander <SEP> verbun den, <SEP> parallel <SEP> zum <SEP> Stromverbraucher <SEP> angeord net. <SEP> Die <SEP> @'erstä <SEP> rherröüre <SEP> und <SEP> die <SEP> Hilfsstrom quelle <SEP> sind <SEP> von <SEP> einem <SEP> Anodenwiderstand
<tb> überbrückt.
<SEP> Das <SEP> Gitter <SEP> der <SEP> Verstä.rkerröhre
<tb> ist <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Abzwei--punkt <SEP> des <SEP> Span nungSteilers <SEP> verbunden.
<tb> In <SEP> der <SEP> Zeichnung <SEP> bezeichnet <SEP> 1. <SEP> die <SEP> Strom quelle <SEP> mit <SEP> v <SEP> eränderlielier <SEP> Spannung, <SEP> bei spielsweise <SEP> ein <SEP> Kondensator. <SEP> der <SEP> sich <SEP> über
<tb> die <SEP> Röntgenröhre <SEP> ? <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Kathode <SEP> 17 <SEP> und
<tb> einer <SEP> Anode <SEP> 18 <SEP> entladen <SEP> kann. <SEP> Die <SEP> Vorrich tung <SEP> zum <SEP> Aufladen <SEP> des <SEP> Kondensator: <SEP> ist
<tb> nicht <SEP> eingezeichnet, <SEP> weil <SEP> sie <SEP> sich <SEP> von <SEP> bekann ten <SEP> Einrichtun"en <SEP> nicht <SEP> zu <SEP> unterscheiden
<tb> braucht.
EMI0002.0010
Eine <SEP> Steuerrifre <SEP> 3 <SEP> ist <SEP> mit <SEP> der <SEP> Röntgen röhre <SEP> ? <SEP> in <SEP> Reibe <SEP> geschaltet <SEP> und <SEP> nimmt <SEP> den
<tb> Spannun,#-suntei-scbied <SEP> zwischen <SEP> der <SEP> ver änderliehen <SEP> Kondensatorspannung <SEP> und <SEP> der
<tb> Spannung <SEP> an <SEP> der <SEP> Röiitgenri*)hre <SEP> 2 <SEP> auf. <SEP> Es
<tb> liegen <SEP> ferner <SEP> die <SEP> Verstärkerröhre <SEP> 4, <SEP> eine
<tb> Hilfssti@omquelle <SEP> 5 <SEP> und <SEP> ein <SEP> aus <SEP> den <SEP> Teilen <SEP> 6
<tb> lind <SEP> 7 <SEP> bestehender <SEP> Spannmig:steiler <SEP> parallel
<tb> zur <SEP> Röntgenröhre. <SEP> Die <SEP> Z'ei-stärkerröhre <SEP> 4
<tb> und <SEP> die <SEP> Hilfsstromquelle <SEP> 5 <SEP> sind <SEP> von <SEP> einem
<tb> Anodenwiderstand <SEP> 8 <SEP> überbrückt.
EMI0002.0011
Vom <SEP> Kondensator <SEP> 1 <SEP> ans <SEP> kann <SEP> über <SEP> die
<tb> Steuerröhre <SEP> 3 <SEP> ein <SEP> grosser <SEP> Strom <SEP> dureh <SEP> die
<tb> Röntgenröhre <SEP> ? <SEP> und <SEP> ein <SEP> schwacher <SEP> Strom
<tb> durch <SEP> die <SEP> Verstärherrt@hre <SEP> 4 <SEP> und <SEP> die <SEP> Wider stände <SEP> 6 <SEP> und <SEP> 7 <SEP> fliessen. <SEP> Von <SEP> der <SEP> Hilfsstroni quelle <SEP> 5 <SEP> aus <SEP> fliesst <SEP> ein <SEP> Strotn <SEP> über <SEP> den <SEP> Wi derstand <SEP> S <SEP> zur <SEP> Verslärkerröhre <SEP> 4. <SEP> Die <SEP> Ano denstromquelle <SEP> :
5 <SEP> kann <SEP> aus <SEP> der <SEP> bekannten
<tb> Koinbinalion <SEP> eines <SEP> Transformators <SEP> mit
<tb> Gleichrichter- <SEP> und <SEP> Abflacbungsvorrichtungen
<tb> bestehen. <SEP> Das <SEP> CTitter <SEP> 9 <SEP> und <SEP> die <SEP> Kathode <SEP> 10
<tb> der <SEP> Steuerröhre <SEP> 3 <SEP> sind <SEP> mit <SEP> der <SEP> Kathode <SEP> 11
<tb> bezw. <SEP> der <SEP> Anode <SEP> <B>1--)</B> <SEP> der <SEP> Verstärkerröhre <SEP> 4
<tb> verbunden. <SEP> Das <SEP> CTitter <SEP> 13 <SEP> der <SEP> letztgenannten
<tb> Röhre <SEP> liegt <SEP> an <SEP> dem <SEP> ,\bz -eigptinlit <SEP> 14 <SEP> des
<tb> Spannungsteilers <SEP> f;. <SEP> 7. <SEP> Die <SEP> CTitterspannung
<tb> der <SEP> Verstä <SEP> rkerr@3hre <SEP> -1 <SEP> ist. <SEP> hierdurch <SEP> von <SEP> der
<tb> an <SEP> der <SEP> R.öntgenröhrc# <SEP> ? <SEP> liegenden <SEP> Hochspan nung <SEP> abhängig.
Bei einer geringen Abnahme der Span nung an der Röhre 2 wird der Spannungs abfall in den \Widerständen 6 und 7 entspre chend geringer, denn es bleiben die Verhält nisse im Anodenkreis der Verstärkerröhre 4 zunächst unverändert. Die Gitterspannung der Röhre 4 setzt sich aus einem positiven Teil, der Spannung an der Anodenspan n ungsquelle 5 und einem negativen Teil, dem epannungsabfall imWiderstand6 zusammen. Durch Verkleinerung des negativen Span nungsteils steigt das Gitterpotential der Röhre 4 und diese Änderung der Gitterspan nung wird durch die Röhre 4 verstärkt und auf das Gitter der Regelröhre 3 übertragen.
Infolge der Zunahme des Potentials des Git ters 13 nimmt der Entladungsstrom der Röhre 4 zu und ebenfalls der Spannungs abfall im Widerstand B. Hierdurch verrin gert sich die Spannung des Gitters 9 in bezug auf die Kathode 10 und dementsprechend die Anodenspannung der Röhre 3, so dass durch diese Spannungsverminderung die Abnahme der Spannung a n der Röhre 2 ausgeglichen wird.
Der Widerstand 8 hat. zum Beispiel einen Wert von<B>10'</B> Ohm, und der Widerstand 7 von 60 M_egohm, während der Widerstand 6 zum Beispiel zwischen 1 und 3 Megohm regelbar ist. Die Spannung der Hilfsstrom quelle 5 beträgt zum Beispiel 2000 V und der Sollwert der Röntgenröhre 2 kann zwi schen 40 und 90 kV einstellbar sein. Prak tisch stellt sich ein Zustand ein, bei dem der Spannungsabfall am Potentiometerteil 6 etwa gleich der Spannung an der Hilfsstrom quelle 5 ist.
Die sich am Potentiometer 6, 7 einstel lende Spannung entspricht somit annähernd dem Wert, der durch die Gleichung
EMI0003.0013
<B>,</B> u#so'eciriiel#t wird. Die Spannung am Poten- e_I tiometerteil 6 unterscheidet sich von der Spannung der Hilfsstromquelle 5 um den Be trag der für die V erstärkerröhre zur Ver- fügung stehenden Gitterspannung.
Es stellt sich nun heraus, dqss der hierdurch ver ursachte Unterschied zwischen der wirklichen Spannung am Potentiometer und dem in obiger Gleichung angegebenen Wert unge fähr gleich gross gewählt werden kann wie der Spannungsabfall im Widerstand 8, so dass die Röhrenspannung auf einem Betrag ER konstant gehalten werden kann, der sich durch die Gleichung
EMI0003.0027
ausdrücken lässt. Darin ist EJ die Spannung der Hilfsstromquelle 5, R6 und 1, sind die Widerstände der Teile 6 und 7 des Span nungsteilers.
Man erkennt, dass durch Regelung des Widerstandes 6 die sich einstellende Span nung an der Röntgenröhre verändert werden kann. Die Schaltungsanordnung zeigt da durch eine ganz bequeme Spannungsregelung.
Nähert sich durch die Stromentnahme die Spannung des Kondensators 1. der Röhren spannung ER, so muss der Spannungsabfall in der Röhre 3 so gering wie möglich werden. Hierzu ist eine positive Gitterspannung an der Röhre 3 erforderlich, die einen erheb lichen Gitterstrom bedingt. Zur Lieferung dieses Gitterstromes ist eine Stromquelle 15 vorgesehen, die derart bemessen ist, dass sie bei einer Gitterspannung Null an der Röhre 4 einen erheblichen Strom durch die Röhre 4 zu schicken vermag.
Weil der Stromkreis dieses Gitterstromes keinen beträchtlichen ohmschen Widerstand enthält, kann auf diese Weise der innere Widerstand der Steuerröhre 3 auf vernachlässigbar kleine Werte gesenkt werden.
Die Vorspannungsquelle 15 wird vorzugs weise zwischen die Kathode 10 der Steuer röhre 3 und der Anode 12 der Verstärker röhre 4 geschaltet, weil in diesem Falle bei raschen Spannungsänderungen ihre innere Kapazität auf die Gitterspannung der Steuer röhre 3 von weniger Einfluss ist als wenn sie zwischen dem Gitter 9 der Röhre 3 und der Kathode 11 der Röhre 4 geschaltet wäre.
In der Zeichnung ist ferner noch ein Schalter 16 eingezeichnet, der zusammen mit der Stromquelle 19 Gitter und Kathode der Verstärkerröhre verbindet. Ist dieser Schal ter geschlossen, so wird durch die Strom quelle 19 ein negatives Potential an das Gitter 13 gelegt, so dass die Verstärkerröhre keinen Strom durchlässt, das Gitter 9 stark negativ ist und kein Strom durch die Steuer röhre 3 und die Röntgenröhre 2 fliessen kann. Durch das Öffnen des Schalters 16 wird die Röntgenröhre in Betrieb gesetzt und dann stellt sich die Röhrenspannung entsprechend der obigen Gleichung ein.