DE1010206B - Saegezahngenerator - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 21g 38

INTERNAT. KL. H 03 k

PATENTAMT

ANMELDETAG:

F 15098 VIII a/21g 1. JULI 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 13. JUNI 1957

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung einer fremdgesteuerten sägezahnförmigen Ablenkspannung, insbesondere für Kathodenstrahl-Oszillographen unter Verwendung eines Sägezahngenerators, der unter dem Namen »Miller-Integrator« bekanntgeworden ist. Bei dieser Schaltung besteht eine kapazitive Kopplung zwischen der Anode und dem Steuergitter der Kippröhre, von der ein weiteres Gitter mit Hilfe einer besonderen Steuerröhre derart fremdgesteuert wird, daß gegen Ende des Hinlaufes dieses weitere Gitter der Kippröhre ein Potential erhält, das auch nach Beendigung des Rücklaufes erhalten bleibt und zur Folge hat, daß der Anodenstrom der Kippröhre unterdrückt wird.

Es ist bekannt, daß die normale mit dem Miller-Integrator arbeitende Sägezahngeneratorschaltung dann, wenn sie nicht selbstschwingend ist, in dem Zustand verharrt, den sie bei Beendigung des Hinlaufes einnimmt. Durch einen eintreffenden Steuerimpuls wird zunächst der Rücklauf ausgelöst, und nach dessen Abklingen setzt erst der Hinlauf ein.

Es sind ferner Schaltungen bekanntgeworden, ζ. Β. unter dem Namen »Sanatron«, bei denen durch einen eintreffenden Steuerimpuls sofort der Hinlauf ausgelöst wird. Diese Schaltungen haben jedoch noch eine gewisse Verweilzeit am Ende des Hinlaufes, bis der Rücklauf einsetzt.

Bei einer Ausführungsform des (monostabilen) Sanatrons verkörpert die mit einer Röhre desselben unmittelbar verbundene Schaltung den Miller-Integrator mit einer kapazitiven Kopplung zwischen Anode und Steuergitter der Kippröhre. Dabei ist eine Fremdsteuerung vorgesehen, welche mit einer besonderen Steuerröhre an einem weiteren Gitter der Kippröhre zur Wirkung kommt.

Der Mangel dieser »Sanatron-Schaltungen«, eine »Verweilzeit« am Ende des Hinlaufes des Sägezahnes bis zum Beginn des Rücklaufes zu haben, wurde in weiteren bekanntgewordenen Schaltungen teilweise dadurch behoben, daß eine zusätzliche, verzögerungsarme Steuerung der Steuerröhre und damit auch der Kippröhre am Ende des Hinlaufes — durch eine dem Schirmgitterkreis entnommene besondere Auslösespannung — vorgenommen wird.

Diese Schaltungen haben jedoch die Nachteile, daß der Aufwand an Schaltelementen sehr groß ist, daß der Impuls, von dem die Beendigung des Hinlaufes abhängt, keine besonders große Steilheit besitzt, so daß das Intervall zwischen Hin- und Rücklauf nicht genügend kurz ausfallen kann und daß die Regelung der Schaltung schwierig ist, da entweder zwei Widerstände oder zwei Kondensatoren in gleichem Verhältnis geregelt werden müssen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese vorge-Sägezahngenerator

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H., Darmstadt, · alten Bahnhof 6

Helmut Schade, Darmstadt, ist als Erfinder genannt worden

nannten Nachteile zu vermeiden, und hat die Aufgabenstellung, eine Sägezahngeneratorschaltung anzugeben, die von dem Prinzip des Miller-Generators Gebrauch macht und bei der nach Beendigung des Hinlaufes unmittelbar ohne jegliche Verzögerung oder Verweilzeit der Rücklauf einsetzt, und die Röhrenschaltung bis zum Eintreffen des nächsten Auslöseimpulses den Zustand beibehält, den sie bei Beendigung des Rücklaufes eingenommen hat.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Gitterkathodenspannung einer Steuerröhre — deren Gitter mit dem der Kippröhre galvanisch verbunden ist —■ durch eine weitere Röhre dadurch umgeschaltet wird, daß die Kathoden der Steuerröhre und der Schaltröhre über einen gemeinsamen Widerstand geerdet sind und daß die Anode der Steuerröhre über einen frequenzunabhängigen Spannungsteiler mit dem Steuergitter der Schaltröhre verbunden ist. Zur Auslösung des Hinlaufes können dann dem Steuergitter der Schaltröhre Impulse mit positiver Polarität zugeführt werden.

Die Vorteile der Erfindung sind der geringe Materialverbrauch, die einfache Regelung mittels eines einzigen Widerstandes oder Kondensators und die Tatsache, daß die rasche Beendigung des Hinlaufes nicht von Zeitkonstantengliedern behindert, sondern von zwei Rückkopplungsvorgängen bewirkt wird.

Eine außergewöhnlich gute Linearität der Ausgangsspannung im Falle der Anwendung eines nachfolgenden Verstärkers wird dann erreicht, wenn das dem Steuergitter der Kippröhre abgewendete Ende des Rückkopplungskondensators nicht unmittelbar an die Anode der Kippröhre, sondern an den Anodenwiderstand einer auf den Sägezahngenerator folgenden Verstärkerröhre angekoppelt ist. Dabei soll eine solche Verstärkerröhre ausgewählt werden, bei der an der

709 548/376

Anode die gleiche Polarität herrscht wie an der Anode der Kippröhre.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Ausführungsbeispiele zeigenden Fig. 1 und 2 beschrieben.

Die Röhre 1 arbeitet nach dem Prinzip des Miller-Integrators. Dabei stellt der Kondensator 2 die Kopplung zwischen Anode und Steuergitter der Röhre 1 dar. Die Umladung dieses Kondensators erfolgt über den Widerstand 3, mit dem die Dauer der langen Flanke des Sägezahns eingestellt werden kann. An den Ausgang der Röhre 1 sind unmittelbar galvanisch die Röhren 4 und 5 angekoppelt, die als Gegentaktverstärker arbeiten. An den aufgeteilten Anodenwiderstand 6, 7 der Röhre 5 ist der Kondensator 2 angekoppelt. Dies bedeutet, daß durch den verhältnismäßig kleinen Widerstand 7 ein vollkommen linear ansteigender Sägezahnstrom fließt. Da der Widerstand rein ohmisch ist, muß infolge der starken Gegenkopplung in dieser Röhre am Steuergitter ebenfalls eine völlig linear ansteigende Spannung auftreten. Ebenso muß die Spannung an der Röhre 4 völlig linear sein. Damit können an den Klemmen 8 und 9 gegen Erde zwei völlig lineare sägezahnförmige Spannungen entgegengesetzter Polarität abgenommen werden.

Der Sägezahngenerator 1 arbeitet mit einer Fremdsteuerung über das zweite Steuergitter. Dabei verläuft der Steuervorgang erfindungsgemäß wie folgt:

Während des Hinlaufes nimmt die negative Spannung am Steuergitter der Röhre 1 und damit auch infolge der galvanischen Kopplung die negative Spannung am Gitter der Röhre 10 ab. Während dieser Zeit ist die Röhre 11 infolge der über die Widerstände 12, 13 und 14 eingestellten Gittervorspannung leitend, so daß die gemeinsame Kathode von 10 und 11 eine am Widerstand 18 auftretende positive Vorspannung gegen Erde bzw. gegen das Gitter der Röhre 10 besitzt. Am Ende des Hinlaufes hat die Gitterspannung der Röhre 10 einen solchen Wert eingenommen, daß der Anodenstromeinsatzpunkt erreicht ist. Durch den plötzlich beginnenden Anodenstrom in der Röhre 10 wird ihr Anodenpotential gesenkt, und damit gelangt eine Sperrspannung an das zweite Steuergitter der Kippröhre 1. Der Anodenstrom durch die Röhre 1 wird dadurch verringert, das Anodenpotential also angehoben und infolge der Rückkopplung auf das Steuergitter die Steuergitterspannung ins Positive getrieben. Infolge der galvanischen Kopplung zwischen den Steuergittern der Röhre 1 und 10 nimmt die positive Gitterspannung an der Röhre 10 weiter zu und das Anodenpotential der Röhre 10 und damit das Potential am zweiten Steuergitter der Röhre 1 weiter ab. Damit nun nach Beendigung dieses Rückkopplungsvorganges, d. h. nach Beendigung des Rücklaufes, die Kippröhre in dem Zustand verharrt, den sie nach Beendigung des Rücklaufes eingenommen hat, muß die Sperrspannung am zweiten Steuergitter der Röhre 1 liegenbleiben. Dies bedeutet, daß die Röhre 10 nach wie vor offen sein muß, auch dann, wenn die ins Positive getriebene Gitterspannung wieder abnimmt. Zu diesem Zweck ist das Steuergitter der Röhre 11 über einen kompensierten, d. h. frequenzunabhängigen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 13 und 14 sowie der Kapazität 15 und der Eingangskapazität der Röhre 11, mit der Anode der Röhre 10 verbunden. Beim Einsetzen des Stromes in der Röhre 10 wird infolge der an der Anode auftretenden Spannungsänderung zunächst ein negativer Impuls ans Steuergitter der Röhre 11 gelegt, der- dieses sperrt. Solange die Röhre 10 offen ist, ist die Röhre 11 gesperrt. Damit verschwindet automatisch die positive Vorspannung an der Kathode, und die Röhre 10 bleibt offen, auch dann, wenn deren positive Gitterspannung etwas absinkt.

Bei dieser Anordnung bietet sich nun in einfacher Weise die Möglichkeit einer Synchronisierung durch Triggerimpulse. Diese werden mit positiver Polarität dem Steuergitter der Röhre 11 an der Klemme 16 über den Kondensator 17 zugeführt und bewirken ein öffnen der Röhre 11 und damit über die Kathode eine Sperrung der Röhre 10. Dadurch wird das zweite Steuergitter der Röhre 1 wieder positiv, und der Hinlauf an der Röhre 1 beginnt nach dem üblichen kleinen Startsprung.

Fig. 2 zeigt einen Vergleich zwischen den bisher bekanntgewordenen Schaltungen und der Schaltung gemäß vorliegender Erfindung. Bei Eintreffen von Synchronimpulsen a, die mit beliebiger Aperiodizität auftreten können, setzt bei einer Schältung, wie sie unter dem Namen Sanatron bekanntgeworden ist, zwar unmittelbar der Hinlauf ein, doch ist nach Beendigung des Hinlaufes eine gewisse Verzögerungszeit vorhanden, ehe der Rücklauf einsetzt. Diagramm b in Fig. 2 zeigt den Verlauf der Sägezahnspannung, wie sie vom Sanatron geliefert wird.

Bei der bekannten nicht selbstschwingenden Millerintegratorschaltung setzt bei Eintreffen des Synchronimpulses zunächst der Rücklauf ein, und erst dann beginnt der Hinlauf. Die hierbei sich ergebende Sägezahnspannung ist in Fig. 2 unter c aufgeführt.

Die erfindungsgemäße Schaltung dagegen wird in Fig. 2 unter d gezeigt. Dabei wird durch jeden Synchronimpuls unmittelbar der Hinlauf ausgelöst, nach dessen Beendigung die Röhre sofort wieder in den Ausgangszustand zurückkehrt.

Die erfindungsgemäße Schaltung eignet sich besonders für die Erzeugung sehr kurzer Sägezahnspannungen mit sehr großer Amplitude.

Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann geringfügige Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Erzeugung einer fremdgesteuerten sägezahnförmigen Ablenkspannung, insbesondere für Kathodenstrahl-Oszillographen, unter Verwendung eines Sägezahngenerators, der nach dem Prinzip des Miller-Integrators mit einer kapazitiven Kopplung zwischen Anode und Steuergitter der Kippröhre (1) arbeitet, von der ein weiteres Gitter mit Hilfe einer besonderen Steuerröhre (10) derart fremdgesteuert wird, daß gegen Ende des Hinlaufes dieses weitere Gitter der Kippröhre ein Potential erhält, das auch nach Beendigung des Rücklaufes erhalten bleibt und zur Folge hat, daß der Anodenstrom der Kippröhre unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterkathodenspannung der Steuerröhre (10), deren Gitter mit dem der Kippröhre galvanisch verbunden ist, durch eine weitere Rohre dadurch umgeschaltet wird, daß die Kathoden der Steuerröhre (10) und der Schaltröhre (11) über einen gemeinsamen Widerstand (18) geerdet sind und die Anode der Steuerröhre über einen frequenzunabhängigen Spannungsteiler mit dem Steuergitter der Schaltröhre verbunden ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Steuergitter der Kippröhre abgewendete Ende des Rückkopplungskondensators (2) im Falle der Anwendung eines nachfolgenden Verstärkers an den Anodenwiderstand einer auf den Sägezahngenerator folgenden Verstärkerröhre angekoppelt ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anwendung eines auf die Kippröhre folgenden Gegentaktverstärkers.

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuergitter der Schaltröhre Synchronimpulse mit positiver Polarität zugeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

B. Chance, V. Hughes u. a. »Waveforms«, Verlag Mc. Graw Hill Book Company, Inc., New York, Toronto, London, 1949, S. 200 bis 203;

B. Chance u. a. »Electronic Time Measurements«, ίο Verlag Mc. Graw Hill Book Company, Inc., New York, Toronto, London, 1949, S. 124ff, Abschnitt 5, 6 und Fig. 5, 10.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen