Die Erfindung betrifft einen Stossspannungsgenerator zur Erzeugung von abgeschnittenen Stosswellen, der mittels einer Einrichtung zur Auslösung des Stossvorganges und einer Abschneideeinrichtung arbeitet, die über eine Laufzeit kette angesteuert wird.
Zur Erzeugung von abgeschnittenen Stosswellen mit
Hilfe eines, durch eine Vervielfacherschaltung aufgeladenen
Stossspannungsgenerators, ist es bekannt, nach einer be stimmten Verzögerungszeit ab Zeitpunkt des Auftretens der
Stirnflanke der Stosswelle, eine Abschneidefunkenstrecke bei spielsweise durch Hervorrufen einer Vorentladung zwischen einer Zündelektrode und einer Kugel vorzuionisieren, wo durch ein Durchschlag infolge der anliegenden Spannung er folgt. Damit wird die im Stossspannungsgenerator vorhandene Energie durch Kurzschluss verbraucht. Die Vorionisa tion erfolgt bei dieser Abschneideeinrichtung durch den Spannungsüberschlag, welcher die Folge eines Impulses ist, der von einer Antenne aufgefangen wird. Der Impuls entsteht gleichzeitig mit Beginn der Auslösung des Stossspannungsgenerators infolge Abstrahlung von HF-Schwingungen.
Nach dem Auffangen und Verstärken dieses Impulses wird er einer Laufzeitkette zugeführt. Um den Abschneidezeitpunkt verändern zu können oder an eine bestimmte Wellenform anzupassen, ist es notwendig, dass die zeitabhängigen Elemente der Laufzeitkette veränderbar sind.
Durch die Anwendung dieser Schaltung zur Verzögerung des Auslöseimpulses ist es zwar möglich, relativ lange Zeitbereiche zu überstreichen, jedoch ist es damit nicht möglich, bei einem steilen Spannungsanstieg der Impulsflanke, eine kurze Abschneidezeit, z. B. in der Grössenordnung bis
10 ,us zu erreichen. Dieses ist lediglich möglich, wenn der Anstieg flacher verläuft. Der Grund für das Versagen der bekannten Schaltungen ist darin zu suchen, dass durch die Anhebung des Erdpotentials, die bei der Entladung grosser Ender gie auftritt, es in Abhängigkeit von den Erdungsverhältnissen bis zu Spannungen von einigen kV kommen kann, wodurch die elektronischen Einrichtungen unwirksam werden bzw. Fehlimpulse entstehen.
Die Erfindung soll bei einem Stossspannungsgenerator auch die Erzeugung von sehr kurzen, abgeschnittenen Stosswellen bei einem steilen Spannungsanstieg ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stossspannungsgenerator zur Erzeugung von abgeschnittenen Stosswellen, bei der eine Abschneideeinrichtung über eine Laufzeitkette angesteuert wird, den negativen Einfluss der Erdanhebung zu beseitigen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Verzögerungskanäle vorgesehen sind, wobei einerseits über mindestens einen Verzögerungskanal der Stossvorgang ausgelöst und andererseits über einen Verzögerungskanal die Laufzeitkette angeregt wird, wobei die Verzögerungszeit des bzw. die Summe der Verzögerungszeiten der Verzögerungskanäle für die Auslösung des Stossvorganges gleich oder grösser ist als die Verzögerungszeit des Verzögerungskanals für die Anregung der Laufzeitkette. Dabei kann die Anordnung so erfolgen, dass die Auslösung des Stossvorganges und die Anregung der Laufzeitkette über einen gemeinsamen Verzögerungskanal sowie einer nachfolgenden Endstufe zur Auslösung des Stossvorganges ein weiterer Verzögerungskanal vorgesehen ist.
Es ist auch möglich, dass die Verzögerungskanäle zur Anregung der Laufzeitkette und zur Auslösung des Stossvorganges parallel angeordnet sind.
Durch die Ansteuerung der Laufzeitkette, gleichzeitig oder später als die Auslösung der Stossanlage, wird erreicht, dass der in der Laufzeitkette befindliche Impuls keiner Beeinflussung durch Erdanhebungen mehr unterliegt. Die Verzögerung in der Laufzeitkette kann fest eingestellt werden und im Maximalfall bis zu 10 Us betragen.
Zur Ansteuerung vom Oszillographen zur Darstellung des Kurvenverlaufes und anderer Einrichtungen, die in Abhängigkeit vom Auftreten der Stosswelle gesteuert werden müssen, ist es notwendig, dass ein weiterer Verzögerungskanal vorgesehen ist, der mit einem Oszillographen verbunden ist.
Es ist ferner zweckmässig, dass die Auslösung des Stossvorganges und die Ansteuerung der Abschneidefunkenstrecke über Verstärkerstufen erfolgt.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 und 3 Blockschaltbilder zur Erzeugung von abgeschnittenen Stosswellen,
Fig. 2 und 4 Diagramme, aus denen der Zeitablauf der Zündung des Stossspannungsgenerators ersichtlich ist.
In Fig. list in einem Blockschaltbild der Impulsverlauf zur Steuerung eines Stossgenerators 1 darstellt. Ein Impuls 2 bewirkt das Ansteuern von Verzögerungskanälen 3, 4 und 5.
Der Verzögerungskanal 3 hat die kürzeste Verzögerungszeit, weil mit ihm ein Oszillograph schon vor Beginn des Spannungsanstieges ausgelöst werden muss, damit die Nullinie vom Kathodenstrahl des Oszillographen 6 mitgeschrieben wird. Die Verzögerungskanäle 4 und 5 geben den Eingangsimpuls 2 etwas später als der Verzögerungskanal 3 ab.
Durch den Ausgangsimpuls 4 wird eine Endstufe 7 angesteuert, welche einen Hochspannungsimpuls zur Auslösung des Stossgenerators 1 liefert. Bevor der Stossgenerator 1 jedoch zur Auslösung kommt, ist der Impuls aus dem Verzögerungskanal 5 in eine Laufzeitkette 8 abgegeben worden. In dieser Laufzeitkette 8 erfolgt eine Verzögerung des Ausgangsimpulses des Verzögerungskanals 5 um ca. 10 U5 Während der Laufzeit des Impulses in der Laufzeitkette 8 erfolgt die Abgabe der Stossenergie, womit eine starke Anhebung des Erdpotentials verbunden ist.
Diese Erdanhebung übt jedoch keinen Einfluss auf den in der Laufzeitkette befindlichen Impuls aus. Nachdem der Impuls die Laufzeitkette 8 passiert hat, wird er in einer Endstufe 9 verstärkt und einer Abschneidefunkenstrecke 10 ebenfalls als Hochspannungsimpuls zugeführt. Diese Abschneidefunkenstrecke 10 bewirkt infolge ihres Durchzündens nunmehr das Abschneiden der Stosswelle. Durch Erdanhebung auftretende zusätzlich ungewollte Impulse aus dem Verzögerungskanal 5 passieren zwar ebenfalls die Laufzeitkette 8, bleiben jedoch ohne Wirkung auf den Verlauf der Stossspannung.
In der Fig. 2 ist die Wirkungsweise der Verzögerungskanäle 3; 4 und 5 im Zusammenhang miteinander dargestellt.
Zum Zeitpunkt t0 liegt der Impuls 2 an den drei Verzögerungskanälen an. Die unterschiedliche Laufzeit des Impulses 2 in den Verzögerungskanälen 3; 4 und 5 ist durch die senkrechte Schraffur in dem Diagramm verdeutlicht. Der Verzögerungskanal 3 gibt nach Ablauf seiner in ihm eingestellten Zeit dem Zeitpunkt t ein Ausgangssignal an den Oszillographen 6. Dadurch beginnt der Oszillograph mit der Aufzeichnung. Es wird zunächst die Nullinie geschrieben. Im Verzögerungskanal 5 wird nach Ablauf der ebenfalls einstellbaren Zeit zum Zeitpunkt t2 ein Impuls an die Laufzeitkette 8 abgegeben. Während der Impuls in der Laufzeitkette 8 unbeeinflussbar läuft, erfolgt zum Zeitpunkt t3 infolge der eingestellten Zeit im Verzögerungskanal 4 die Auslösung des Stossgenerators 1. Dadurch entsteht ein steiler Spannungsanstieg.
Der Oszillograph zeichnet weiterhin den Spannungsverlauf der Kurve auf. Nach der Erreichung des Scheitelwertes der Stossspannung bleibt diese eine gewisse änderbare Zeit auf diesem Wert, bis das Abschneiden der Stossspannung dadurch eingeleitet wird, weil der Impuls die Laufzeitkette 8 passiert hat und die Abschneidefunkenstrecke 10 zum Zeit punkt t4 über die Endstufe 9 ansteuert. Damit ist die Erzeugung des abgeschnittenen Stosses beendet.
Während die Zeitpunkte t1, t2 und t3 infolge der Einstellbarkeit der Verzögerungskanäle frei gewählt werden können, ist die Zeitspanne zwischen t2 und t4 durch die Laufzeitkette fest vorgegeben. Durch die Veränderbarkeit der Verzögerungskanäle kann jedoch in einem ausreichend weiten Bereich die Veränderung der Abschneidezeit erfolgen.
Bei der Ausführung nach Fig. list die Länge der Abschneidezeit von der Einstellung an den Verzögerungskanälen 4 und 5 abhängig. Um dieses zu vermeiden bzw. um die Möglichkeit einer Fehlbedienung, insbesondere im Zusammenhang mit der Verstellung des Oszillographen 6 zu verringern, kann der zur Auslösung benötigte Impuls 2 auch an einen gemeinsamen Verzögerungskanal gelegt werden.
Diese Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt.
Der Impuls 2 gelangt an den Verzögerungskanal 3 für den Oszillographen 6 und an den Verzögerungskanal 4. Dieser kann auch für eine konstante Verzögerungszeit dimensioniert sein. Nach dem Passieren des Verzögerungskanals 4 gelangt der Impuls gleichzeitig an den Verzögerungskanal 5 und an die Laufzeitkette 8. In Fig. 4 ist dieser Zeitpunkt mit t2 bezeichnet. Der Verzögerungskanal 5 gibt zum Zeitpunkt t3 den Auslösebefehl über die Endstufe 7 zum Stossspannungsgenerator 1. Die Verzögerungszeit des Verzögerungska nals 5 ist in den Grenzen 0 bis < 10 us einstellbar. Bei einer Einstellung der Verzögerungszeit 0 wird die maximale Abschneidezeit für die Stossspannungswelle erreicht.
Diese entspricht im Ausführungsbeispiel der Verzögerungszeit der Laufzeitkette 8 und beträgt 10 ys. Der Impuls zur Abschneidung des Spannungsstosses befindet sich zum Zeitpunkt des Zündens des Stossspannungsgenerators 1 im Normalfall, d. h., wenn t3 > 0 < (t4 - t2) ist, immer in der passiv wirken- den, gut isolierten Laufzeitkette 8. Eine Veränderung des Einsatzpunktes des Schreibstrahles auf dem Oszillographen 6 kann durch die Änderung des Verzögerungskanals 3 und wenn der Verzögerungskanal 4 variabel ist, auch durch diesen ohne Einfluss auf den Kurvenverlauf der Stossspannung vorgenommen werden.
The invention relates to a surge voltage generator for generating cut shock waves, which operates by means of a device for triggering the shock process and a cutting device which is controlled via a transit time chain.
For generating cut shock waves with
Help one, charged by a multiplier circuit
Surge voltage generator, it is known to be after a certain delay time from the time of occurrence of the
Front edge of the shock wave, a cut-off spark gap, for example, by causing a pre-discharge between an ignition electrode and a ball, where it follows through a breakdown due to the applied voltage. The energy present in the surge voltage generator is thus consumed by a short circuit. With this cutting device, the pre-ionization takes place through the voltage flashover, which is the result of a pulse that is picked up by an antenna. The impulse arises at the same time as the start of the triggering of the surge voltage generator as a result of the emission of HF oscillations.
After this impulse has been captured and amplified, it is fed to a delay chain. In order to be able to change the cutoff time or to adapt it to a certain waveform, it is necessary that the time-dependent elements of the delay chain can be changed.
By using this circuit to delay the trigger pulse, it is possible to cover relatively long time ranges, but it is not possible with a steep voltage rise of the pulse edge, a short cut-off time, z. B. in the order of magnitude up to
10 to reach us. This is only possible if the slope is flatter. The reason for the failure of the known circuits is to be found in the fact that, depending on the earthing conditions, voltages of a few kV can occur due to the increase in the earth potential, which occurs when large Ender energy is discharged, which makes the electronic equipment ineffective or false impulses arise.
In the case of a surge voltage generator, the invention is also intended to enable very short, cut-off shock waves to be generated in the event of a steep rise in voltage.
The invention is based on the object of eliminating the negative influence of the ground elevation in a surge voltage generator for generating cut shock waves, in which a cutting device is controlled via a delay chain.
The object is achieved according to the invention in that delay channels are provided, with the pushing process being triggered on the one hand via at least one delay channel and the delay chain being stimulated on the other hand via a delay channel, the delay time or the sum of the delay times of the delay channels for triggering the pushing action being equal to or is greater than the delay time of the delay channel for the excitation of the delay chain. The arrangement can be such that the triggering of the collision process and the excitation of the delay chain via a common delay channel and a subsequent output stage for triggering the collision process is provided with a further delay channel.
It is also possible that the delay channels for stimulating the transit time chain and for triggering the collision process are arranged in parallel.
By activating the transit time chain, at the same time as or later than the triggering of the shock system, it is achieved that the impulse in the transit time chain is no longer subject to any influence from earth elevation. The delay in the runtime chain can be set permanently and can be up to 10 Us in the maximum.
To control the oscilloscope to display the curve and other devices that have to be controlled depending on the occurrence of the shock wave, it is necessary that a further delay channel is provided, which is connected to an oscilloscope.
It is also useful that the triggering of the impact process and the control of the cut-off spark gap take place via amplifier stages.
The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment and a drawing.
In the drawing show:
Fig. 1 and 3 block diagrams for generating cut shock waves,
2 and 4 are diagrams from which the timing of the ignition of the surge voltage generator can be seen.
FIG. 1 shows the pulse profile for controlling a shock generator 1 in a block diagram. A pulse 2 activates delay channels 3, 4 and 5.
The delay channel 3 has the shortest delay time because with it an oscilloscope has to be triggered before the start of the voltage rise so that the zero line is also recorded by the cathode ray of the oscilloscope 6. The delay channels 4 and 5 emit the input pulse 2 a little later than the delay channel 3.
The output pulse 4 controls an output stage 7 which supplies a high-voltage pulse for triggering the shock generator 1. Before the surge generator 1 is triggered, however, the pulse has been emitted from the delay channel 5 into a delay chain 8. In this transit time chain 8, the output pulse of the delay channel 5 is delayed by approximately 10 U5. During the transit time of the pulse in the transit time chain 8, the impact energy is released, which is associated with a strong increase in the earth potential.
However, this elevation does not have any influence on the impulse in the delay chain. After the pulse has passed the transit time chain 8, it is amplified in an output stage 9 and also fed to a cut-off spark gap 10 as a high-voltage pulse. This cut-off spark gap 10 now causes the shock wave to be cut off as a result of its ignition. Additional unwanted impulses from the delay channel 5 that occur due to the rise in the ground also pass the delay chain 8, but have no effect on the surge voltage curve.
In Fig. 2, the operation of the delay channels 3; 4 and 5 shown in connection with one another.
At time t0, pulse 2 is applied to the three delay channels. The different transit times of the pulse 2 in the delay channels 3; 4 and 5 is illustrated by the vertical hatching in the diagram. After the time set in it, the delay channel 3 sends an output signal to the oscilloscope 6 at time t. The oscilloscope then begins recording. First the zero line is written. In the delay channel 5, after the likewise adjustable time has elapsed, a pulse is emitted to the transit time chain 8 at time t2. While the pulse in the transit time chain 8 cannot be influenced, the burst generator 1 is triggered at time t3 due to the time set in the delay channel 4. This results in a steep increase in voltage.
The oscilloscope continues to record the voltage profile of the curve. After the peak value of the surge voltage has been reached, it remains at this value for a certain changeable time until the cutting of the surge voltage is initiated because the pulse has passed the transit time chain 8 and controls the cutting spark gap 10 at time point t4 via the output stage 9. This ends the creation of the cut joint.
While the times t1, t2 and t3 can be freely selected due to the adjustability of the delay channels, the time span between t2 and t4 is fixed by the delay chain. However, as the delay channels can be changed, the cutoff time can be changed in a sufficiently wide range.
In the embodiment according to FIG. 1, the length of the cutting time depends on the setting on the delay channels 4 and 5. To avoid this or to reduce the possibility of incorrect operation, in particular in connection with the adjustment of the oscilloscope 6, the pulse 2 required for triggering can also be applied to a common delay channel.
This arrangement is shown in FIG.
The pulse 2 arrives at the delay channel 3 for the oscilloscope 6 and at the delay channel 4. This can also be dimensioned for a constant delay time. After passing through the delay channel 4, the pulse reaches the delay channel 5 and the delay chain 8 at the same time. In FIG. 4, this point in time is denoted by t2. The delay channel 5 sends the trigger command via the output stage 7 to the surge voltage generator 1 at time t3. The delay time of the delay channel 5 can be set within the limits of 0 to <10 us. If the delay time is set to 0, the maximum cut-off time for the surge voltage wave is reached.
In the exemplary embodiment, this corresponds to the delay time of the delay chain 8 and is 10 ys. The impulse for cutting off the voltage surge is normally at the time of ignition of the surge voltage generator 1, i. i.e., if t3> 0 <(t4 - t2), always in the passively acting, well-insulated transit time chain 8. A change in the point at which the write beam starts on the oscilloscope 6 can be caused by the change in delay channel 3 and if delay channel 4 is variable, can also be made by this without affecting the curve shape of the surge voltage.