Kaltkathodenröhrenverstärker Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Kalt kathodenröhrenverstärkers, der eine grosse Empfind lichkeit aufweist und daher geeignet ist, mittels sehr kleiner Steuerströme Relaiskreise zu steuern.
Es ist bekannt, zur Erhöhung der Empfindlich keit in einen Relaiskreis die Hauptentladungsstrecke einer mit einer Zündelektrode versehenen Kaltkatho- denröhre einzuschalten, wobei der Steuerstrom die ser Zündelektrode zugeführt wird.
Es äst auch be kannt, zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit in den Zündstromkreis dieser Kaltkathodenröhre einen Kondensator zu schalten, der eine Speicherung der zugeführten Steuerenergie für den Zündvorgang bewirkt, und diesem Zündstromkreis eine in Phase mit der Relaisspannung befindliche Wechselspannung zuzuführen, durch die der Zündvorgang mit der Anodenspannung synchronisiert und die im Konden sator gespeicherte Steuerenergie besser ausgenutzt wird.
Diese bekannten Einrichtungen haben den Nach teil, dass die mit ihnen erreichbare Empfindlichkeits steigerung verhältnismässig gering ist und in manchen Fällen nicht ausreicht.
Die Erfindung betrifft einen Kaltkathodenröhren- verstärker, welcher die erwähnten Nachteile nicht aufweist. Dieser Verstärker ist dadurch gekennzeich net, dass einer ersten Kaltkathodenröhre mindestens eine weitere Kaltkathodenröhre vorgeschaltet ist und der Zündelektrode der letzteren der Steuerstrom zu fliesst, während der über ihre Hauptentladungsstrecke fliessende Strom auf die Zündelektrode der erstge nannten Kaltkathodenröhre einwirkt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Schaltung eines Kaltkathodenröhrenver- stärkers und die Fig. 2 bis 4 dazugehörige Arbeitsdiagramme.
In der Fig. 1 ist an Wechselstromklemmen 1, 2 in Reihe mit einem Relais 3 die Hauptentladungsstrecke 4, 5 einer Kathodenröhre 6 angeschlossen, deren Zündelektrode 7 über eine Parallelschaltung eines Kondensators 8 und eines Widerstandes 9 und über einen weiteren Kondensator 10 mit einer Wechsel stromklemme 11 verbunden ist. Zwischen der Wech selklemme 1 und der die beiden Kondensatoren 8 und 10 verbindenden Leitung 12 ist eine Impedanz 13 in Reihe mit der Hauptentladungsstrecke 14, 15 einer zweiten Kaltkathodenröhre 16 angeschlossen.
Die Zündelektrode 17 der Kaltkathodenröhre 16 ist über eine Impedanz 18 und einen Knotenpunkt 19 einer seits mit einer Eingangsklemme 20 und anderseits über einen Kondensator 21 mit einer Wechselstrom klemme 22 verbunden. Die Steuerspannung wird zwi schen der Eingangsklemme 20 und der Wechsel stromklemme 11 angelegt, so dass der Steuerstrom ist über den Knotenpunkt 19 und die Impedanz 18 der Zündelektrode 17 zugeführt wird.
Für die an den Klemmen 1 und 2 einerseits und 11 und 22 anderseits anliegenden Wechselspannun gen ist ein gemeinsamer Bezugspunkt zu wählen. Als solcher kann jeder der Anschlusspunkte 1, 2, 11 oder 22 dienen, wobei lediglich auf das Vorzeichen der Spannungen zu achten ist. Beispielsweise lässt sich der Punkt 2 ohne weiteres erden.
Es ist möglich, an einem zwischen den Klemmen 1 und 2 liegenden Spannungsleiter, an dem die Anodenwechselspan nung abfällt, die Spannungen für die Klemmen 11 und 22 abzugreifen, wobei das Potential gegen Erde in der Reihenfolge der Punkte 2-11-22-1 ansteigt, falls der Punkt 2 geerdet ist. Die Art und Weise des Bezuges der Potentiale der Punkte 1, 2, 11 und 22 auf ein Nullpotential ist für die Wirkung der Schal tung nicht wesentlich und deshalb in der Zeichnung nicht näher angegeben.
Die Betriebswechselspannungen sind so gewählt, dass die beiden Kaltkathodenröhren 6 und 16 knapp vor der Zündung stehen. Fliesst ein Steuerstrom i", so wird der Kondensator 21 aufgeladen und das Potential der Zündelektrode 17 wird über die Zünd- spannung angehoben, wodurch die Kaltkathodenröhre 16 zündet.
Durch den über die Hauptentladungs- strecke 14, 15 der Kaltkathodenröhre 16 fliessen den Strom wird der Kondensator 10 aufgeladen, wodurch das Potential der Kathode 15 der Kalt kathodenröhre 16 so lange angehoben wird, bis die Spannungsdifferenz an der Hauptentladungsstrecke 14, 15 zur Aufrechterhaltung der Zündung nicht mehr ausreicht, das heisst den Löschwert erreicht, so dass die Kaltkathodenröhre 16 löscht.
Gleichzeitig mit der Aufladung des Kondensators 10 wird auch über den Widerstand 9 das Potential der Zündelek- trode 7 der Kaltkathodenröhre 6 gegenüber ihrer Kathode 5 vergrössert, bis auch die Zündspannung der Kaltkathodenröhre 6 erreicht wird. Die Zünd- elektrode 7 der Kaltkathodenröhre 6 erhält die zur Einleitung der Hilfsentladung erforderliche Energie vom Ladestromstoss des Kondensators 8 und bringt die Hauptentladungsstrecke 4, 5 der Kaltkathoden röhre 6 zum Zünden.
Durch den nun fliessenden Anodenstrom ias der Kaltkathodenröhre 6 wird das Relais 3 betätigt. Während der nächsten Halbwelle werden die Anoden 4, 14 der beiden Kaltkathoden röhren 6, 16 negativ, so dass beide löschen, falls sie sich in gezündetem Zustand befinden. Während der folgenden positiven Halbwelle wird die Hauptent ladungsstrecke 14, 15 der Kaltkathodenröhre 16 nur dann leitend, wenn der Kondensator 21 genügend stark aufgeladen bleibt.
Die Hauptentladungsstrecke 4, 5 der Kaltkatho- denröhre 6 wird durch die im Kondensator 10 ge speicherte Energie während jeder positiven Halb welle immer von neuem gezündet, wobei dem Kon densator 10 jeweils die für die Aufladung des Kon- densators 8 erforderliche Energiemenge entnommen wird.
Der Kondensator 8 besitzt zu diesem Zweck einen kleineren Kapazitätswert als der Kondensator 10 und ist so bemessen, dass sein Ladestrom gerade ausreicht, um durch die Ionisierung der Zündstrecke 5, 7 eine Zündung der Hauptentladungsstrecke 4, 5 der Kaltkathodenröhre 6 herbeizuführen. Über den Widerstand 9 wird der Kondensator 8 jeweils während der negativen Halbwellen der Betriebs spannung, das heisst, während die Anode 4 der Kalt kathodenröhre 6 negativ ist, entladen.
Aus den Diagrammen der Fig. 2 bis 4 ist die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ersicht lich. Im Diagramm der Fig. 2 ist der Anodenstrom 1.,1, der Kaltkathodenröhre 16 und im Diagramm der Fig. 4 der Anodenstrom i"6 der Kaltkathoden- röhre 6 in Funktion der Zeit dargestellt, wobei an genommen ist, dass ein Steuerstrom i,t ausreichender Stärke vorliegt. Das Diagramm der Fig. 3 zeigt den entsprechenden Verlauf der Spannung uclo am Kon densator 10.
Es bezeichnet uz, im Diagramm der Fig. 3 die Spannung, bei der die Kaltkathodenröhre 6 zündet und uL16 die Spannung, bei deren Über schreiten die Kaltkathodenröhre 16 nicht mehr zündet.
Während der ersten Halbwelle t1 ist die Haupt entladungsstrecke 14, 15 der Kaltkathodenröhre 16 leitend, und der Kondensator 10 wird aufgeladen. Dabei werde z. B. die Zündspannung u76 überschrit ten, jedoch die Löschspannung UL16 noch nicht er reicht. Während eines Teiles der Halbwelle t1 und während der Halbwelle t.. zündet daher neben der Kaltkathodenröhre 16, die den Kondensator 10 wei ter auflädt, auch die Kaltkathodenröhre 6, die das Relais 3 betätigt.
Die Spannung am Kondensator 10 überschreite während dieser zweiten Aufladung den Wert tcL1s. Dies bewirkt, dass während der Halb wellen t3, t4 die Ka ,tkathodenröhre 16 nicht mehr zündet. Da jedoch die Spannung am Kondensator 10 über dem Wert u;6 liegt, zündet die Kaltkatho- denröhre 6, wobei deren Zündelektrode 7 die zur Zündung erforderliche Energie als Aufladestrom des Kondensators 8 dem Kondensator 10 entnimmt.
Erst nachdem während der Wechselspannungsperiode t5 die Spannung am Kondensator 10 unter den Wert ULIS gesunken ist, zündet die Kaltkathodenröhre 16 und lädt den Kondensator 10 von neuem auf, worauf sich der beschriebene Vorgang wiederholt.
Man ersieht aus den Diagrammen der Fig. 2 bis 4, dass, um die Kaltkathodenröhren 6 in gezündetem Zustand zu erhalten, ein Zünden der Kaltkathoden röhre 16 nur in gewissen zeitlichen Abständen, bei spielsweise t" t", tlü . . . , notwendig ist. Der in der Zwischenzeit der Zündelektrode 17 der Kaltkatho- denröhre 16 zugeführte Steuerstrom i, wird im Kon densator 21 gespeichert.
Es ist daher klar, dass die beschriebene Einrichtung auf viel schwächere Steuer ströme i" anspricht als ein Kaltkathodenverstärker mit nur einer Kaltkathodenröhre. Will man bei letz terem die Zündung während aufeinanderfolgender Stromperioden herbeiführen, muss nämlich die zur Zündung erforderliche Energie der Zündelektrode während aller Halbwellen zugeführt werden, das heisst, der Steuerstrom muss :in diesem Fall viel stärker sein.
Die Impedanzen 13 und 18 in der Fig. 1 kön nen Ohmsche Widerstände oder auch Ohmsche Widerstände mit parallel geschalteten Kondensatoren sein. Sie können aber auch als gleichrichtende Im pedanzen ausgebildet sein oder überhaupt fehlen.
Die Kaltkathodenröhren 6 und 16 können in bezug auf die Anodenspannung mit positiv oder nega tiv zündender Zündelektrode versehen und dement sprechend geschaltet sein.
Zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit kön nen der Kaltkathodenröhre 16 zusätzliche, analog geschaltete Kaltkathodenröhren vorgeschaltet wer- den, das heisst, nach dem Prinzip der Erfindung kön nen auch mehrstufige Kaltkathodenröhrenverstärker gebaut werden.