DE1021889B - Anordnung zur selektiven Verstaerkung von Wechselspannungen, die einen vorgegebenen Grenzwert ueberschreiten - Google Patents

Description

• Anordnung zur selektiven Verstärkung von Wechselspannungen, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker mit annähernd konstanter Ausgangsspannung zu schaffen, dessen Wirkung einsetzt, wenn die Gitterwechselspannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet, während alle unterhalb des Grenzwertes liegenden Eingangsspannungen unterdrückt werden. Die Anodenspannungs (Un) -Gitterspannungs (U,.) -Kennlinie soll also dem Verlauf nach Fig. 1 möglichst nahe kommen. Ein Verstärker mit derartigem steilem Spannungsanstieg ist beispielsweise dort von Interesse, wo bei einer bestimmten, an sich zu niedrigen Gitterwechselspannung, z. B. Lj@Ei, ein steuerbares Gas- oder Dampfentladungsgefäß gezündet werden soll. Der Grenzwert der Gitterwechselspannung soll hierbei leicht einstellbar sein.
• Die Erfindung bezieht sich demnach auf eine Anordnung zur selektiven Verstärkung von Wechselspannungen, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten. Hierbei wird eine als C-Verstärker geschaltete, von der Wechselspannung gesteuerte Elektronenröhre mit fester Gitterspannung verwendet, in deren Anodenkreis ein auf die Wechselspannung abgestimmter Resonanzkreis liegt. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein vorzugsweise induktiv an den Resonanzkreis angekoppeltes Ventil zur Erzeugung einer der Vorspannung entgegengesetzten Gleichspannung im Gitterkreis, so daß vom vorgegebenen Grenzwert der Steuerwechselspannung ab durch Aufschaukelung die volle Anodenwechselspannung entsteht.
• Es ist eine Einrichtung bekannt, die imstande ist, zwischen aufeinanderfolgenden Eingangssignalen verschiedener Größe eine Unterscheidung zu treffen. Hierzu dient eine Elektronenröhre in C-Schaltung; deren Arbeitspunkt normalerweise infolge einer geeigneten Vorspannung etwa im Anfangsknick der Kennlinie liegt. Sobald an den Eingang dieser Anordnung ein Signal mit großer Amplitude gelangt, wird über einen Czleichrichter ein Kondensator derart aufgeladen, daß er die negative Vorspannung unterstützt. Der Arbeitspunkt der Röhre verschiebt sich dabei noch weiter ins Negative, doch können die großen Amplituden trotz-<lem den Verstärker passieren. Folgt auf das große Signal jedoch eines mit kleiner Amplitude, so wird. da der Kondensator sich nur langsam entladen kann, kein Signal am Ausgang des Verstärkers erscheinen, da die kleinen Amplituden nicht zum Erreichen des Kennlinienknicks der C-Schaltung genügen.
• Die Einrichtung nach der Erfindung besitzt jedoch eine andere Wirkungsweise und demzufolge auch einen anderen Schaltungsaufbau. Es geht hier darum, bei Eingangsspannungen unterhalb des bestimmten Grenzwertes den Kennlinienknick nicht zu überschreiten, bei größeren Eingangsspannungen aber die vom Verstärker durchgelassenen Signale aus dem Anodenstromkreis gleichzurichten und zur Verringerung der negativen Vorspannung der Elektrodenröhre zu verwenden, so daß von dem vorgegebenen Grenzwert des Eingangssignals an der Verstärker schlagartig die volle Ausgangsspannung abgibt. Hierzu ist die Auskopplung aus dem Resonanzkreis im Anodenstromkreis wesentlich.
• Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in Fig.2 schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt, während die Fig. 3 bis 5 graphische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise zeigen.
• Die Röhre 1 der Schaltung nach Fig. 2 arbeitet als C-Verstärker, wie Fig. 3 erkennen läßt. Die feste, Gittervorspannung Uk wird durch den Spannungsteiler R2, P,, erzeugt. Solange Ug < Uk - Ust, bleibt die Röhre 1 gesperrt und LT" = 0. Sobald LTg> Lrk - Ust. erreichen die po,s.i,tiven Spitzen b der Gitterwechselspannung den Steuerbereich, so daß Anodenstromimpulse b' entstehen. Die Grundfrequenz dieser Impulse wird im Anodenresonanzkreis 2 ausgesiebt und verstärkt. Auf der Sekundärseite des Übertragers 3 entsteht nunmehr infolge des Ventils 4 eine Gleichspannung, von der UR abgegriffen und über den Gitterableitwiderstand R, dem Steuergitter zugeführt wird. Die Polarität von UR ist so gewählt, daß die Gesamtgittervorspannung Ug = L7k-UR. Durch die Verringerung der negativen Vorspannung entstehen größere Anodenstromimpulse, die wiederum eine Arbei-tspunktverschiebung zu kleineren negativenVorspannungen zur Folge haben. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. In Fig. 5, b, c, d ist der gemessene U,-U"-Verlauf bei verschiedenen Einstellungen des Potentioineters PR dargestellt. Je größer der Abgriff ist, desto steiler wird die Anstiegsflanke.
• Wird ein zu großer Regelspannungsabgriff UR eingestellt, tritt eine Zieherscheinung auf, d. b.. das Zusammenbrechen von Ua tritt dann bei abnehmender Gitterwechselspannung bei niedrigerem L',. ein als der Anstieg von U% bei zunehmender Gitterwechselspannung. In Fig. 5, Kurve b ist PR so eingestellt, daß Anstieg und Abfall von U, bei praktisch gleichem L',, eintritt.
• Hat die positive Spitze von L', den Gitterstromeinsatzerreicht, so tritt eineAudionwirkung ein, d. h., bei weiterer Vergrößerung von L'9 entsteht durch Rufladung eine Gleichspannung am Kondensator Cl, die deuArbeitspunkt so weit ins Negative verschiebt, daß die positiven Spitzen von Ugs sich im Gitteranlaufstromgebiet befinden. Die Höhe der Anodenstromimpulse bleibt nunmehr praktisch konstant, so daß jetzt die Begrenzerwirkung eintritt, wie sie Fig.5 zeigt. Durch das Potentiometer Pl, (Fig. 1) läßt sich der Flankeneinsatz bei verschiedenen Gitterwechselspannungen einstellen. Fi;. 4 zeigt L',E in Abhängigkeit von der Größe dies Kathodenwiderstandes PI". Die Kurven in Fig. 5 sind bei f = 1.0 kHz gemessen worden. Die beschriebene Schaltungsanordnung kann bei entsprechender Dimensionierung des Resonanzkreises auch bei anderen Frequenzen betrieben werden.
• Die Einrichtung nach der Erfindung läßt sich zu verschiedenen Zwecken verwenden, beispielsweise als hochempfindliche Wechselspannungsrelais, ferner zur Impulsumsetzung oder zur Impulskorrektur bei der Fernübertragung von Meßwerten, Nachrichten u. dgl. durch Impulse. Die oben bereits erwähnte Anwendung bei gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen kann insbesondere in der `'eise geschehen, daß die Elektronenröhre (Röhre 1, Fig. 2) zugleich sowohl die Steuerspannung als auch die Anodenspannung des Entladungsgefäßes liefert. Dies kommt vor allem dann in Frage, wenn nur geringe Leistungen zur Verfügung stehen. Ein weiteres vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Einrichtung nach der Erfindung liegt in ihrer Verwendbarkeit als Kippschaltungsanordnung. Durch den genau definierten und senkrechten Anstieg der Anodenspannungs-Gitterspannungskennlinie wird ein besonders exaktes Arbeiten ermöglicht. Für einige Anwendungsfälle ist es besonders wichtig und vorteilhaft, daß sich durch die Einrichtung nach der Erfindung ein steiler Flankenanstieg der U,-(T"-Kennlinie nahezu ohne Anlauf erreichen läßt. Dies ist besonders bei großen Regelspannungsabgriffen UR der Fall. Dabei steht die (mittlere) Anodenwechselspannung der Anstiegsflanke in einem noch definierteren Verhältnis zur Gitterwechselspannung. Die damit verbundene Zieherscheinung ist ohne Bedeutung, wenn es sich um Vorgänge handelt, die immer in gleicher Richtung ablaufen und ihr Ende finden, nachdem die Gitterwechselspannung den Wert erreicht hat, bei dem die Anodenwechselspannung anspringt und hierdurch z. B. ein Thyratron gezündet wird. Der Erfindungsgegenstand ist keineswegs auf das an Hand von Fig. 1 beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es sind vielmehr verschiedene Abwandlungen möglich. So kann z. B. axi Stelle einer Elektronenröhre und eines Ventils für sich, auch eine Elektronenröhre finit einer darin durch denselben Heizfaden gespeisten Ventilstrecke verwendet werden. Beispielsweise ist auch die Abnahme der Stroinimptilse aus dein Anodenkreis der Röhre und die Rückführung auf das Gitter durch andere Schaltungselemente als die dargestellten möglich.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Anordnung zur selektiven Verstärkung von Wechselspannungen, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, unter Verwendung einer als C-Verstärker geschalteten, von der Wechselspannung gesteuerten Elektronenröhre mit fester Gittervorspannung, in deren Anodenkreis ein auf die Wechselspannung abgestimmter Resonanzkreis liegt, gekennzeichnet durch ein vorzugsweise induktiv an den Resonanzkreis angekoppeltes Ventil zur Erzeugung einer der Vorspannung entgegengesetzten Gleichspannung ini Gitterkreis, derart, daß vom vorgegebenen Grenzwert der Steuerwechselspannung ab durch Aufschaukelung die volle Anod.nw@c @se.spannung entsteht.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der dein Steuergitter zugeführten Gleichspannungsimpulse durch ein Potentiometer veränderbar ist und daß vorzugsweise der Abgriff des Potentiometers finit dein Steuergitter der Röhre über deren Gitterahleitwiderstand verbunden ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Gittervorspatinung bzw. der zu ihrer Erzeugung dienende Kathodenwiderstand im Sinne einer Veränderung des Flankeneinsatzes der Steuerwechselspannungs-Anodenspannungs-Kennlinie (Parallelverschiebung der Anstiegsflanke) veränderbar ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartig bemessene Gittervorspannung der Röhre, daß das sprunghafte Abfallen der Anodenspannung, das bei abnehmender Steuerwechselspannung eintritt, bei zumindest annähernd gleichem Steuerwechselspannungsbetrag eintritt wie das sprunghafte Ansteigen der Anodenspannung bei zunehmenderGritterwechselspannung.
5. 5. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Wechselspannungsrelais.
6. 6. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Impulsumsetzung oder zur Impulskorrektur.
7. 7. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Steuern von gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen, insbesondere derart, daß die Elektronenröhre zugleich sowohl die Steuerspannung als auch die Anodenspannung des Entladungsgefäßes liefert. B. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Kippschaltungsanordnung. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 745 090; französische Patentschrift N r. 790 986.