CH287698A - Device for generating sharp electrical impulses. - Google Patents

Device for generating sharp electrical impulses.

Info

Publication number
CH287698A
CH287698A CH287698DA CH287698A CH 287698 A CH287698 A CH 287698A CH 287698D A CH287698D A CH 287698DA CH 287698 A CH287698 A CH 287698A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
capacitor
inductance
core
load
voltage
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Limited The British Th Company
Original Assignee
British Thomson Houston Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British Thomson Houston Co Ltd filed Critical British Thomson Houston Co Ltd
Publication of CH287698A publication Critical patent/CH287698A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/45Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of non-linear magnetic or dielectric devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

  

  Einrichtung zum Erzeugen von scharfen elektrischen Impulsen.    Vorliegende Erfindung betrifft eine Ein  richtung zum Erzeugen von scharfen elek  trischen Impulsen, in der ein Kondensator  periodisch von einer Energiequelle aufgeladen  und über eine Belastung entladen wird.  



  Die Einrichtung ist erfindungsgemäss da  durch gekennzeichnet,     dass    der     Entlade-          stromkreis    des Kondensators eine Anzahl  Kondensatoren besitzt, die so angeordnet  sind,     dass    in Aufeinanderfolge jeder Konden  sator von einem vorausgehenden über eine  mit einem sättigungsfähigen Kern<B>'</B> versehene       Induktanz    aufgeladen wird, wobei die     Induk-          tanzen    so abgestimmt sind,     dass    der     Reak-          tanzwert    jeder     Induktanz    im ungesättigten  Zustand des Kernes oberhalb,

   im gesättigten  Zustand des Kernes dagegen unterhalb des       Reaktanzwertes    der in Richtung zur Be  lastung nächsten     Induktanz    liegt, wenn deren  Kern im ungesättigten Zustand ist<B>'</B> wobei  jeder     Induktanzkern    dann gesättigt wird,  wenn die Spannung eines ihr benachbarten  Kondensators ihren Höchstwert erreicht.  



  Die Belastung, in der die scharfen Im  pulse benützt werden, kann zum Beispiel vom       Magnetron    eines Radarsenders oder von einer  Steuerwicklung eines     Betatrons    gebildet  werden.  



  Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung  sind in den     Fig.   <B>1,</B> 4,<B>5</B> und<B>6</B> der beigefügten  Zeichnungen dargestellt, während die     Fig.    2,  3a,<B>3b</B> und<B>7</B> zur Erläuterung dienende Dia  gramme zeigen.    In     Fig.   <B>1</B> sind mit einem sättigungsfähigen  Kern versehene Drosseln<I>L,</I>     L2"   <I>L,</I> zwischen  der einen Klemme eines Kondensators<B>C,</B> und  einer Klemme der Last<B>B</B> in Serie geschaltet.  



  Ein Kondensator<B>C,</B> ist zwischen der Ver  bindungsstelle der Drosseln L, und L, und  der Rückleitung von der Belastung zum  Kondensator<B>C,</B> eingeschaltet. Ein zweiter  Kondensator<B>C,</B> ist zwischen der Verbin  dungsstelle der Drosseln L, und L, und der  Rückleitung angeschlossen.  



  Der Kondensator<B>C,</B> wird periodisch durch  eine     Wechselstromquelle   <B>S</B> über eine     Induk-          tivität    L aufgeladen und zur Bildung von  scharfen Impulsen über einen     Entladekreis,     der die Drosseln<I>L, L, L,</I> und die Konden  satoren     C"        C,    enthält, auf die Belastung R  entladen. Die Kerne der Drosseln     Ll,        L2#        L#,     sind aus einem Material, das eine starke  Krümmung der magnetischen Charakteristik  besitzt, so     dass    die Kerne sich unter den Be  dingungen der Entladung, wie nachfolgend  noch auseinandergesetzt wird, sättigen.

   Ein  brauchbares Material für die Kerne ist eine  kaltgewalzte Legierung aus     50'/'"    Eisen und  <B>500/,</B> Nickel. Bei diesem Material kann das  Verhältnis  
EMI0001.0032     
  
    LU ge#ättigt
<tb>  <I>K <SEP> <B>=</B></I><B> <SEP> = <SEP> 100</B> <SEP> oder <SEP> mehr <SEP> sein.
<tb>  <I>L</I> <SEP> gesittigt       Die     Induktivitäten   <B>1" 1" 1,</B> der Drossel L,  <I>L, L,</I> sind nach folgendem Gesetz geordnet:

    
EMI0001.0034  
   (ungesättigte Werte), wobei für      <I>K<B>= 1000,</B></I><B> k</B> mindestens<B>10,</B> aber kleiner als       100    ist.     l,..g,##ättigt    ist also<B>></B>     1,".g",tt"t,    aber       llgesättigt   <B> < </B>     12ungesättigt.     



  Der Kondensator<B>C,</B> kann auf verschie  dene Weise periodisch geladen werden, Im  vorliegenden Falle wird der Kondensator<B>C,</B>  von einer Quelle<B>8</B>     sinusförmiger    Spannung  über die     Induktivität    L geladen, die folgender  Beziehung genügt:
EMI0002.0008  
   wobei     co   <B><I>=</I></B>     -).Tf,     <B>1 =</B>     Induktivität    der Drosseln<U>L,</U><B><I>e,</I> =</B> Ka  pazität des Kondensators<B>C,</B> und     J    die Speise  frequenz in Perioden pro Sekunde ist.

   (Ge  nauer ist
EMI0002.0013  
   wobei die  
EMI0002.0014  
         Induktivität    ist, die sich durch die Parallel  schaltung der Drossel L mit der     Induktivi-          tät    L, ergibt, welch letztere angenähert dem  rechts von den Klemmen des Kondensators  <B>C,</B> befindlichen Netz entspricht.)  In     Fig.    3a zeigt die Kurve V,1 den Span  nungsverlauf am Kondensator<B>Cl,</B> während       V"    die     sinusförmige    Spannung der Quelle<B>8</B>  zeigt, die eine Frequenz von<B>1500</B>     Rz    und  somit eine Periode von     660,usec    haben möge.  



  Da die     Induktanz    L, im Vergleich mit den       Induktanzen    L, und L, zunächst (ungesät  tigt) gross ist, erscheint (wenigstens zunächst)  annähernd die ganze Spannung des     Konden-          sators   <B>C,</B> an der     Induktanz    L,  Die     Induktanz    L, ist so berechnet,     dass     sich ihr Kern dann sättigt, wenn die Span  nung am Kondensator<B>C,</B> ihren höchsten Wert  erreicht.

   Wenn die Spannung diesen Wert er  reicht, fällt die     Induktanz    von L, auf einen  niedrigen Wert und der Kondensator<B>C,</B> ent  lädt sich über diese Drossel, um die Kapazi  tät<B>C,</B> zu laden, wobei die     Induktanz    L2 ge  nügt, um nur wenig Strom während der Lade  zeit durchtreten zu lassen. Wenn die Kapazi  tät des, Kondensators     C,.    angenähert gleich  derjenigen des Kondensators<B>C2</B> ist, dann  wird bei maximaler Spannung am Konden  sator<B>C,</B> alle Energie vom Kondensator<B>C,</B>  auf den Kondensator<B>C,</B> übertragen und die  Spannung am Kondensator<B>C,</B> wird Null.

      Diese Änderung benötigt eine Zeit, die vom  Sättigungswert der     Induktanz    L, und von der  wirksamen Kapazität des Kondensators<B>C,</B> in  Serie mit Kapazität     C",    abhängig ist. Der  Spannungsanstieg am Kondensator<B>C,</B> er  zeugt eine genügende     Flussänderung    im Kern  der Drossel L, um diese zu sättigen, und die       Induktanz    nimmt ähnlich wie die     Induktanz     L, ab, so     dass    nun eine Spannung am nächsten  Kondensator, also am Kondensator<B>C,</B> auf  gebaut wird, wobei während dieser Zeit ein       vernachlässigbarer    Strom durch die     Induk-          tanz    L, fliesst.

   Die für den Spannungsanstieg  am Kondensator<B>C,</B> benötigte Zeit ist wesent  lich kürzer als diejenige für den Anstieg am  Kondensator<B>C,</B> da im Sättigungszustand die  Drossel L, eine kleinere     Induktanz    als die  Drossel L, aufweist. Wenn die Kapazität     C#,     geändert wird, wird die     Induktanz    L, gesät  tigt und die Spannung steigt an der Belastung  <B>B</B> mit einer noch grösseren Geschwindigkeit,  da die gesättigte Drossel L, eine kleinere     In-          duktanz    besitzt als die gesättigte Drossel L,  Die Spannungen sind in     Fig.        _)    dargestellt, in  der ein Abschnitt von<B>66</B>     ft,

      sec der Kurve     V",     in     Fig.    3a gezeigt ist. Die Kurven     V12    und     V,3     zeigen den Spannungsverlauf an den Konden  satoren<B>C,</B> und<B>C,</B> während die Spannung     YR     an der Belastung R prinzipiell ähnlich ver  läuft, aber einen noch schärferen Impuls  bildet.  



  Die Belastung kann der Zündkreis einer       Ignitron-Entladtingsrühre    sein. In diesem Fall  kann der Zündkreis die Belastung selbst dar  stellen oder an die Sekundärseite eines Trans  formators angeschlossen werden, dessen Pri  märkreis die Stelle der Belastung in<B><I>1</I></B>  einnimmt.  



  Im beschriebenen Beispiel erfolgt die  Spannungsübertragung dreimal, aber es könn  ten zur Erzeugung noch schärferer Impulse  beliebig viele Drossel- und     Kondensatoren-          stufen        L",   <I>L,<B>.</B></I><B> .<I>.</I></B>     L.    und     C,   <I>e<B>C,</B></I><B> ...</B>     C"    in Form  eines     Vielfach-T-Netzes    verwendet werden,  wie in     Fig.   <B>5</B> gezeigt ist.  



  Wie in     Fig.    4 angegeben ist     -.    kann die Ka  pazität<B>C,</B> falls erwünscht, selbst zu einem  weiteren     Vielfach-T-Netz    K von Drosseln und      Kondensatoren gehören, die in bekannter  Weise eine Kabelnachbildung darstellen,  wenn es erwünscht ist, dem Impuls am Aus  gang eine rechteckige Form zu verleihen. In  diesem Falle ist die letzte     Induktanz    so be  rechnet,     dass    ihr Sättigungswert derjenigen  einer einzigen     Induktanzstufe    in der Kabel  nachbildung entspricht oder kleiner als bei  dieser ist, um die durch die Entladung des  impulsbildenden Netzes an der Belastung er  zeugte Wellenform der Spannung nicht zu  verzerren.  



  Gemäss     Fig.    3a besitzt die Spannung     V,1     am Kondensator<B>C,</B> zwei Spitzen von ab  wechselnd entgegengesetzter Polarität. Es  ergeben sich daher auch in der Belastung ab  wechselnd positive und negative scharfe<B>Im-</B>  pulse. Eine separate Wicklung kann aber auf  den Kern der Drossel L, gewickelt sein (wie  in     Fig.   <B>1</B> gestrichelt gezeichnet) und mit  Gleichstrom<B>(D. C.)</B>     gespiesen    werden, um im  Kern eine     Vormagnetisierung    zu bewirken.

    Wenn der magnetische     Fluss    dieser     Vor-          magnetisierung    genügend gross ist, um die  Spannung einer bestimmten Polarität daran  zu hindern, einem zum Sättigen genügenden       Fluss    im Kern     züi    bewirken, dann werden  die Spitzen der Ausgangsspannung an der  Belastung immer gleiche Polarität zeigen.  Die Spannung am Kondensator<B>C,</B> wird in  diesem den Verlauf nach Kurve     V,1    von       Fig.   <B>3b</B> haben.  



  In     Fig.    4 ist eine Einrichtung gezeigt, in  der die Drosseln durch Transformatoren     T,          T,.    ersetzt sind, deren Primär- oder     Sekuniär-          wicklung    mit den Kondensatoren auf der  Seite der Energiezufuhr     bzw.    Belastung in  Serie liegen.

   Die Schaltung entspricht einem       Vielfach-T-Netz    mit     Seriekapazitäten    und       Nebenschlussinduktivitäten   <I>(L,</I>     LJ.    Der  Kondensator<B>C,</B> befindet sich auf der Primär  seite des Transformators     T,    und wird über  eine sättigungsfähige Drossel L, und die Pri  märwicklung des Transformators     T,    mit sät  tigungsfähigem Kern aufgeladen. Der Sekun  därkreis des Transformators T, besitzt als  Belastung einen Kondensator<B>C,</B> und die Pri  märseite eines     zwditen    Transformators     T,    mit    sättigungsfähigem Kern.

   Der Kondensator<B>C,</B>  liegt so an der Seite der Energiezufuhr für den  Transformator     T..    Der Sekundärkreis des  Transformators     T,    besitzt eine Kapazität<B>C,</B>  die zu dem bereits erwähnten, die Impulsform  bestimmenden Netz<B>E</B> gehört und eine Be  lastung in Form eines     Magnetrons   <B>X,</B> das  über einen normalen     Impuls-Transformator          T,    angeschlossen ist.  



  Die ungesättigte     Primärinduktanz    des  Transformators     T,    ist niedrig im Vergleich  zur ungesättigten     Induktanz    der Drossel L,  aber hoch im Vergleich zu deren Sättigungs  wert. Ebenso ist der ungesättigte Wert der       Primärinduktanz    des Transformators     T,    klein  im Vergleich mit der ungesättigten     Sekundär-          induktanz    des Transformators     T"    aber gross  im Vergleich mit deren gesättigtem Wert.

   Die  Transformatoren     Tj,        T,    können für Auf- oder       Abwärtstransformierung    eingerichtet sein,  <B>je</B> nach den Erfordernissen des Ausgangs  systems. So kann zum Beispiel bei dem ge  zeigten Radarsender die Speisespannung ver  hältnismässig niedrig sein, z. B. einige hun  dert Volt, und durch fortschreitendes     Auf-          wärtstransformieren    kann der Ausgangs  impuls zum     Magnetron    Zehntausende<B>kV</B> be  sitzen.  



  Im Betrieb wird der Kondensator<B>C,</B> von  der Energiequelle<B>S</B> über die Drossel L, ge  laden, deren ungesättigter Wert mit der Ka  pazität<B>C,</B> auf der Speisefrequenz     resonant    ist.  Während des Ladens ist die Drossel L, un  gesättigt und die Spannung an der -Primär  wicklung des Transformators     T,    klein.

   Wird  am Kondensator<B>C,</B> die maximale Spannung  erreicht, so wird die Drossel L, gesättigt und  der Kondensator<B>C,</B> entlädt sich über die  gesättigte     Induktanz        Ll,    die     Streuinduktanz     des Transformators     T,    und die     Primärinduk-          tanz    des Transformators     T"    um den Konden  sator<B>C,</B> aufzuladen.  



  Die Kapazität des Kondensators<B>C,</B> ist so  gewählt,     dass    sie in     bezug    auf die Primärseite  des Transformators     T,    wenigstens angenähert  gleich     derienigen    des Kondensators<B>C,</B> ist.

         f)er        Kern'und    die Wicklungen des Transfor  mators     T,    sind so abgeordnet,     dass    sich der      Kern des Transformators Z, sättigt, wenn die  Spannung an der Kapazität     C2    ein Maximum  ist und die     Sekundärinduktanz    auf einen Wert  abfällt, der im Vergleich zur     Primärinduk-          tanz    des Transformators     T,    niedrig ist,  so     dass    die Kapazität     C,    von der Entladung  der Kapazität<B>C.</B> durch diese     Induktanz,

       die     Streuinduktanz    des Transformators     T,     und die     Primärinduktanz    des Transforma  tors     T,    geladen wird. Sättigt sich beim  Spannungsmaximum an der Kapazität<B>C,</B>  die Sekundärwicklung des Transformators  T., so ist dessen Sättigungswert gleich oder  kleiner als derjenige eines einzelnen     Induk-          tanzabschnittes    des die Impulsform bestim  menden Netzteils.

   Die Kondensatoren dieses  Netzteils entladen sich dann über diese     In-          duktanz    und die     Streuinduktanz    des Trans  formators T, in die Belastung, -die hier als ein       Magnetron    gezeigt ist.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Fig.   <B>6</B>  sind vier     Induktanzstufen    vorgesehen, wobei  die Belastung durch die Primärwicklung  eines Transformators T gebildet wird, dessen  Sekundärwicklung ein     Magnetron   <B>X</B> erregt,  für Radarzwecke. Entsprechende Elemente  werden durch die gleichen     Überweisungszel-          chen    wie in     Fig.   <B>1</B> und 5 gekennzeichnet. Ein  Aufwärtstransformator<B>N</B> ist zwischen der       Induktanz    L und dem Kondensator<B>C,</B> an  geschlossen, um die erforderliche hohe Span  nung am Ausgang zu liefern.  



  <I>K</I> ist ein die Impulsform bestimmendes  Netz aus     Induktanzen    und Kapazitäten, mit  einer Anfangskapazität<B>C,</B> Die Verteilung  der Spannung an den vier Kapazitäten wäh  rend einer Periode ist in     Fig.   <B>7</B> dargestellt. So  zeigt die Kurve<B>Y</B>     C,    die Spannung an der Ka  pazität<B>C,</B>     usw.     



  Typische Leistungszahlen für eine Ein  richtung dieser Art sind<B>-</B>  
EMI0004.0030     
  
    Eingangsseite: <SEP> <B>80</B> <SEP> V, <SEP> <B>1500</B> <SEP> Perioden <SEP> pro <SEP> Se  kunde;
<tb>  Ausgangsseite <SEP> <B>-</B> <SEP> Spitzenspannung <SEP> <B>=</B> <SEP> 4 <SEP> Kilo  Volt,
<tb>  Zeitdauer <SEP> eines <SEP> Impulses
<tb>  <B>0,25</B> <SEP> Mikrosekunden.       Zur Erzeugung von scharfen Impulsen nur  einer Polarität ist auch in     Fig.    4 und in     Fig.   <B>6</B>  an der     Induktivität    L, eine Wicklung B vor  gesehen, mit welcher der Kern vormagneti  siert werden kann.



  Device for generating sharp electrical impulses. The present invention relates to a device for generating sharp electrical pulses, in which a capacitor is periodically charged from an energy source and discharged via a load.



  According to the invention, the device is characterized in that the discharge circuit of the capacitor has a number of capacitors which are arranged in such a way that, in succession, each capacitor passes from a preceding one via an inductance provided with a saturable core is charged, the inductances being matched so that the reactance value of each inductance in the unsaturated state of the core is above,

   in the saturated state of the core, on the other hand, is below the reactance value of the inductance closest to the load when its core is in the unsaturated state <B> '</B> whereby each inductance core is saturated when the voltage of an adjacent capacitor reaches its maximum value reached.



  The load in which the sharp pulses are used can be generated, for example, by the magnetron of a radar transmitter or by a control winding of a Betatron.



  Four exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. <B> 1, </B> 4, <B> 5 </B> and <B> 6 </B> of the accompanying drawings, while FIGS. 2, 3a, <B> 3b </B> and <B> 7 </B> show explanatory diagrams. In FIG. 1, chokes <I> L, </I> L2 "<I> L, </I> provided with a saturable core are located between one terminal of a capacitor <B> C, < / B> and one terminal of the load <B> B </B> connected in series.



  A capacitor <B> C, </B> is connected between the connection point of the chokes L, and L, and the return line from the load to the capacitor <B> C, </B>. A second capacitor <B> C, </B> is connected between the junction of the chokes L, and L, and the return line.



  The capacitor <B> C, </B> is periodically charged by an alternating current source <B> S </B> via an inductance L and, for the formation of sharp pulses, via a discharge circuit that connects the chokes <I> L, L , L, </I> and the capacitors C "C, are discharged to the load R. The cores of the chokes Ll, L2 # L #, are made of a material that has a strong curvature of the magnetic characteristic, so that the nuclei saturate under the discharge conditions, as will be discussed below.

   A useful material for the cores is a cold rolled alloy of 50 '/' "iron and <B> 500 /, </B> nickel. For this material, the ratio
EMI0001.0032
  
    LU saturated
<tb> <I> K <SEP> <B>=</B></I> <B> <SEP> = <SEP> 100 </B> <SEP> or <SEP> more <SEP>.
<tb> <I> L </I> <SEP> satured The inductances <B> 1 "1" 1, </B> of the choke L, <I> L, L, </I> are arranged according to the following law :

    
EMI0001.0034
   (unsaturated values), where <I> K <B> = 1000, </B> </I> <B> k </B> is at least <B> 10, </B> but less than 100. l, .. g, ## saturated is therefore <B>> </B> 1, ". g", tt "t, but llsaturated <B> <</B> 12unsaturated.



  The capacitor <B> C, </B> can be charged periodically in various ways. In the present case, the capacitor <B> C, </B> is supplied by a source of <B> 8 </B> sinusoidal voltage across the Inductance L charged, the following relationship is sufficient:
EMI0002.0008
   where co <B><I>=</I> </B> -). Tf, <B> 1 = </B> Inductance of the chokes <U> L, </U> <B> <I> e , </I> = </B> The capacitance of the capacitor <B> C, </B> and J is the feed frequency in periods per second.

   (Is more precise
EMI0002.0013
   where the
EMI0002.0014
         Is inductance, which results from the parallel connection of the choke L with the inductance L, which latter corresponds approximately to the network located to the right of the terminals of the capacitor C.) In Fig. 3a shows the curve V, 1 shows the voltage profile on the capacitor <B> Cl, </B> while V "shows the sinusoidal voltage of the source <B> 8 </B>, which has a frequency of <B> 1500 </B> Rz and thus a period of 660, usec may have.



  Since the inductance L, in comparison with the inductances L, and L, is initially (unsaturated) large, (at least initially) approximately the entire voltage of the capacitor <B> C, </B> appears at the inductance L, The inductance L i is calculated so that its core saturates when the voltage on the capacitor <B> C, </B> reaches its highest value.

   When the voltage reaches this value, the inductance of L, falls to a low value and the capacitor <B> C, </B> discharges through this choke to the capacitance <B> C, </B> to charge, the inductance L2 ge enough to allow only a little current to pass through during the charging time. When the capacity of the capacitor C ,. is approximately the same as that of the capacitor <B> C2 </B>, then at maximum voltage on the capacitor <B> C, </B> all energy is transferred from the capacitor <B> C, </B> to the capacitor <B > C, </B> and the voltage on capacitor <B> C, </B> becomes zero.

      This change requires a time which depends on the saturation value of the inductance L and on the effective capacitance of the capacitor <B> C, </B> in series with capacitance C ". The voltage rise across the capacitor <B> C, </ B> it produces a sufficient change in flux in the core of the choke L to saturate it, and the inductance decreases similarly to the inductance L, so that there is now a voltage on the next capacitor, i.e. on the capacitor <B> C, </ B > is built up, with a negligible current flowing through the inductance L i during this time.

   The time required for the voltage rise across the capacitor <B> C, </B> is significantly shorter than that required for the rise across the capacitor <B> C, </B> because, in the saturation state, the choke L has a smaller inductance than the choke L, has. If the capacitance C # is changed, the inductance L i is saturated and the voltage increases at the load <B> B </B> at an even greater rate, since the saturated choke L i has a smaller inductance than that saturated choke L, the voltages are shown in Fig. _), in which a section of <B> 66 </B> ft,

      sec of the curve V "is shown in Fig. 3a. The curves V12 and V, 3 show the voltage profile on the capacitors <B> C, </B> and <B> C, </B> during the voltage YR at the load R basically proceeds in a similar way, but forms an even sharper impulse.



  The load can be the ignition circuit of an Ignitron discharge tube. In this case, the ignition circuit can represent the load itself or it can be connected to the secondary side of a transformer, whose primary circuit takes the place of the load in <B> <I> 1 </I> </B>.



  In the example described, the voltage is transmitted three times, but any number of inductor and capacitor stages L ", <I>L,<B>.</B></I> <B>. <Could be used to generate even sharper pulses I>. </I> </B> L. and C, <I>e<B>C,</B></I> <B> ... </B> C "in the form of a multiple T network can be used, as shown in Fig. 5.



  As indicated in Fig. 4 -. The capacitance C, if desired, can itself belong to a further multiple T network K of chokes and capacitors, which in a known manner represent a cable simulation, if desired, the impulse at the output to give it a rectangular shape. In this case, the last inductance is calculated in such a way that its saturation value corresponds to that of a single inductance level in the cable simulation or is smaller than that in order not to distort the voltage waveform generated by the discharge of the pulse-generating network at the load.



  According to FIG. 3a, the voltage V, 1 across the capacitor C has two peaks of alternately opposite polarity. There are therefore alternating positive and negative sharp <B> impulses </B> in the load. A separate winding can, however, be wound on the core of the choke L (as shown in dashed lines in Fig. 1) and fed with direct current <B> (DC) </B> to create a To cause bias.

    If the magnetic flux of this pre-magnetization is sufficiently large to prevent the voltage of a certain polarity from causing a flux in the core that is sufficient to saturate, then the peaks of the output voltage at the load will always show the same polarity. The voltage across the capacitor <B> C, </B> will have the course according to curve V, 1 of FIG. <B> 3b </B>.



  In Fig. 4 a device is shown in which the chokes by transformers T, T ,. are replaced whose primary or secondary winding are in series with the capacitors on the side of the energy supply or load.

   The circuit corresponds to a multiple T network with series capacitances and shunt inductances <I> (L, </I> LJ. The capacitor <B> C, </B> is located on the primary side of the transformer T, and is connected via a saturable choke L, and the primary winding of the transformer T, charged with a saturable core. The secondary circuit of the transformer T, has a capacitor <B> C, </B> as a load and the primary side of a second transformer T, with a saturable core Core.

   The capacitor <B> C, </B> is thus on the side of the energy supply for the transformer T .. The secondary circuit of the transformer T, has a capacitance <B> C, </B> similar to the one already mentioned, the pulse shape determining network <B> E </B> and a load in the form of a magnetron <B> X, </B> which is connected via a normal pulse transformer T.



  The unsaturated primary inductance of the transformer T, is low compared to the unsaturated inductance of the inductor L, but high compared to its saturation value. The unsaturated value of the primary inductance of the transformer T ″ is also small in comparison with the unsaturated secondary inductance of the transformer T ″ but large in comparison with its saturated value.

   The transformers Tj, T, can be set up for step-up or step-down transformation, <B> depending </B> according to the requirements of the output system. For example, in the case of the radar transmitter shown, the supply voltage can be relatively low, e.g. B. a few hundred volts, and through progressive upward transformation, the output pulse to the magnetron can be tens of thousands <B> kV </B>.



  During operation, the capacitor <B> C, </B> is charged by the energy source <B> S </B> via the choke L, whose unsaturated value is charged with the capacitance <B> C, </B> the supply frequency is resonant. During charging, the inductor L, un saturated and the voltage on the primary winding of the transformer T, small.

   If the maximum voltage is reached at the capacitor <B> C, </B>, the choke L, is saturated and the capacitor <B> C, </B> discharges through the saturated inductance Ll, the leakage inductance of the transformer T, and the primary inductance of the transformer T "to charge the capacitor <B> C, </B>.



  The capacitance of the capacitor C is selected such that it is at least approximately equal to that of the capacitor C with respect to the primary side of the transformer T.

         f) he core and the windings of the transformer T are arranged in such a way that the core of the transformer Z saturates when the voltage across the capacitance C2 is a maximum and the secondary inductance drops to a value which is compared to the primary inductance - dance of the transformer T, is low, so that the capacitance C, from the discharge of the capacitance <B> C. </B> through this inductance,

       the leakage inductance of the transformer T, and the primary inductance of the transformer T, is loaded. If the secondary winding of the transformer T saturates at the maximum voltage at the capacitance <B> C, </B>, its saturation value is equal to or less than that of an individual inductance section of the power supply unit which determines the pulse shape.

   The capacitors of this power supply unit then discharge via this inductance and the leakage inductance of the transformer T into the load, which is shown here as a magnetron.



  In the embodiment according to FIG. 6, four inductance stages are provided, the load being formed by the primary winding of a transformer T, the secondary winding of which excites a magnetron X, for radar purposes. Corresponding elements are identified by the same transfer symbols as in FIGS. 1 and 5. A step-up transformer <B> N </B> is connected between the inductance L and the capacitor <B> C, </B> in order to provide the required high voltage at the output.



  <I> K </I> is a network of inductances and capacitances that determines the pulse shape, with an initial capacitance <B> C, </B> The distribution of the voltage across the four capacitances during a period is shown in Fig. <B> 7 shown. The curve <B> Y </B> C, the voltage across the capacitance <B> C, </B> etc.



  Typical performance figures for a facility of this type are <B> - </B>
EMI0004.0030
  
    Entry page: <SEP> <B> 80 </B> <SEP> V, <SEP> <B> 1500 </B> <SEP> periods <SEP> per <SEP> second;
<tb> Output page <SEP> <B> - </B> <SEP> peak voltage <SEP> <B> = </B> <SEP> 4 <SEP> kilo volts,
<tb> Duration <SEP> of a <SEP> pulse
<tb> <B> 0.25 </B> <SEP> microseconds. To generate sharp pulses of only one polarity, a winding B is also seen in Fig. 4 and in Fig. 6 on the inductance L, with which the core can be biased.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH:</B> Einrichtung zum Erzeugen von scharfen elektrischen Impulsen, in der ein Kondensa tor periodisch von einer Energiequelle auf geladen und über eine Belastung entladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ent- ladestromkreis des Kondensators (C,) eine Anzahl Kondensatoren<B>(C2,</B> CJ besitzt, die so angeordnet sind, dass in Aufeinanderfolge jeder Kondensator von einem vorausgehen den über eine mit einem sättigungsfähigen Kern versehene Induktanz (LI, L,) aufgela den wird, wobei die Induktanzen so abge stimmt sind, <B> PATENT CLAIM: </B> Device for generating sharp electrical pulses, in which a capacitor is periodically charged from an energy source and discharged via a load, characterized in that the discharge circuit of the capacitor (C,) has a Number of capacitors (C2, CJ) arranged in such a way that each capacitor is charged in succession from a preceding one via an inductance (LI, L,) provided with a saturable core, the inductances are so coordinated dass der Reaktanzwert jeder In- duktanz (L,) im ungesättigten Zustand des Kernes oberhalb, im gesättigten Zustand des Kernes dagegen unterhalb des Reaktanzwer- tes der in Richtung zur Belastung nächsten Induktanz (L.) liegt, wenn deren Kern im un gesättigten Zustand ist, wobei jeder Induk- tanzkern dann gesättigt wird, wenn die Spannung eines ihr benachbarten Kondensa- tors (C,., <B>C2)</B> ihren Höchstwert erreicht. that the reactance value of each inductance (L,) in the unsaturated state of the core is above, in the saturated state of the core, on the other hand, below the reactance value of the inductance closest to the load (L.) when its core is in the unsaturated state , whereby each inductance core is then saturated when the voltage of a capacitor (C,., <B> C2) </B> reaches its maximum value. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch. da durch gekennzeichnet, dass die Kapazitäten und Induktanzen in Form eines Vielfach-T- Netzes angeordnet sind, wobei die Induktan- zen in Serie und die Kapazitäten im Neben- schluss geschaltet sind (Fig. <B>1, 5</B> und<B>6).</B> 2. <B> SUBCLAIMS: </B> <B> 1. </B> Device according to patent claim. characterized in that the capacitances and inductances are arranged in the form of a multiple T network, the inductances being connected in series and the capacitances being connected in a shunt (FIGS. 1, 5 and <B> 6). </B> 2. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens eine Induktanz (L2) aus einem Transformator (T,) besteht-, dessen Primär- und Sekundärwick lung in Serie mit<B>je</B> einem Kondensator<B>(C,</B> <B>C2)</B> verbunden sind, wobei der eine Konden sator auf-der Seite der Energiequelle und der andere auf der Seite der Last liegt (Fig. 4). Device according to patent claim, characterized in that at least one inductance (L2) consists of a transformer (T,) whose primary and secondary winding are in series with <B> each </B> a capacitor <B> (C, </B> <B> C2) </B>, one capacitor being on the side of the energy source and the other being on the side of the load (Fig. 4). <B>3.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass auf dein Kern von mindestens einer Induktadz eine Hilfswick- lung vorgesehen ist, die mit Gleichstrom er regt wird, um durch Vormagnetisierung des Kernes zu bewirken, dass alle scharfen Im pulse in der Belastung von gleicher Polarität sind. 4. <B> 3. </B> Device according to claim, characterized in that an auxiliary winding is provided on the core of at least one Induktadz, which is excited with direct current in order to cause all sharp by biasing the core In the pulse in the load are of the same polarity. 4th Einrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch ein im Entladestromkreis nahe bei der Belastung vorgesehenes, zur Be einflussung der Impulsform bestimmtes Viel- fach-T-Ne'tz (K) aus Kapazitäten und In- duktanzen. Device according to patent claim, characterized by a multiple T-Ne'tz (K) from capacitances and inductances which is provided in the discharge circuit close to the load and is intended to influence the pulse shape.
CH287698D 1950-10-20 1950-10-20 Device for generating sharp electrical impulses. CH287698A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH287698T 1950-10-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH287698A true CH287698A (en) 1952-12-15

Family

ID=4485906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH287698D CH287698A (en) 1950-10-20 1950-10-20 Device for generating sharp electrical impulses.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH287698A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1084370B (en) * 1956-03-15 1960-06-30 Siemens Ag Arrangement for the generation of short-term pulses of great energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1084370B (en) * 1956-03-15 1960-06-30 Siemens Ag Arrangement for the generation of short-term pulses of great energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2223371A1 (en) X-RAY DIAGNOSTIC APPARATUS WITH A REGULATING DEVICE FOR THE X-RAY PIPE VOLTAGE
DE1513764A1 (en) Inverter
DE678550C (en) Inverter working with grid-controlled vapor or gas discharge vessels in series arrangement for higher frequencies
DE859033C (en) Circuit for generating periodic electrical energy pulses
DE830522C (en) Circuit for generating a high-frequency power pulse triggered by a control pulse
DE726303C (en) Arrangement for generating periodically repeating current pulses in the same direction from alternating current
DE924699C (en) Device with a magnetron to be excited by pulses
CH287698A (en) Device for generating sharp electrical impulses.
DE625974C (en) Device for generating a periodic voltage curve with steep positive voltage peaks for grid control of electric vapor or gas discharge paths with arc-shaped discharge
EP0270920A2 (en) Method and apparatus to generate emission current signals in an alternating current distribution network
DE700992C (en) Conversion device working with grid-controlled steam or gas discharge paths for energy ice in a constant voltage alternating current circuit
DE608858C (en) Device for switching the current flowing in a high-voltage circuit on and off, especially for X-ray systems
DE3512921C2 (en)
DE709712C (en) Arrangement for controlling inverters working with grid-controlled vapor or gas discharge vessels
DE658453C (en) Device for controlling electrical circuits with the help of grid-controlled discharge vessels
DE1133022B (en) Circuit arrangement for supplying at least one magnetic coil of an electromagnetic impact device
DE643004C (en) Device for generating a multiplied direct voltage from an alternating voltage
DE762707C (en) Device for converting high DC voltage into lower AC voltage
DE684444C (en) Device for generating voltage waves, each half-wave of which is formed from a steep and short-lasting, preferably rectangular voltage surge
DE690692C (en) Tension surges of high performance with an approximate rectangular shape
EP0087821B1 (en) Arrangement for the generation of a pulsed welding current
DE684889C (en) Process for converting a given voltage into a voltage with a different, but freely selectable curve shape using gas or vapor discharge paths
DE885881C (en) Device for static grid control of power converters
DE681515C (en) Device for generating an intermittent pulsating current with a very long oscillation period
DE69113133T2 (en) Device for exciting a gas laser discharge.