DE1029877B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen mit Hilfe eines Impulsgenerators, dar im frei schwingenden Zustand positive Impulse gewisser Dauer erzeugt, in Verbindung mit einer nicht reflexionsfrei abgeschlossenen Verzögerungsleitung. Bekanntlich wird eine den Eingangsklemmen einer solchen Verzögerungsleitung zugeführte impulsförmige Spannung oder ein Spannungssprung am Ende der Leitung reflektiert, da, die Leitung nicht durch ihren Wellenwiderstand abgeschlossen ist.

Ist die Leitung am Ende kurzgeschlossen und tritt nach einer Zeitspanne gleich einem Vielfachen der Laufzeit der Verzögerungsleitung eine Spannungsänderung am Eingang der Leitung ein, so erfolgt bei Reflexion an diesem Ende eine Umkehrung des Vorzeichens des zugeführten Impulses, während im Falle eines offenen Endes der Leitung keine Umkehrung des Vorzeichens stattfindet.

Schaltungsanordnungen dieser Art werden häufig für Zwecke verwendet, bei denen ein sehr genaues Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen verlangt wird.

Dieses Intervall wird dabei durch die Laufzeit der Verzögerungsleitung bedingt. Vollständigkeitshalber sei bemerkt, daß, wenn kurze Zeitintervalle verlangt werden, diese dadurch erhalten werden können, daß die Ausgangsspannung Anzapfungen der Verzögerungsleitung entnommen wird. Außerdem können dem Ausgangssignal andere impulsförmige Signale entnommen werden durch Anwendung Von Amplitudenselektion und Differentiierung.

Bei bekannten, Schaltungen wird nach dem Anstoßen die Verzögerungsleitung im allgemeinen nur zweimal durchlaufen, einmal in der Vorwärtsrichtung und nach Reflexion, einmal in der Rückwärtsrichtung, so daß die durch eine soJche Schaltung erzielbare maximate Verzögerung gleich dem Zweifachen der Laufzeit der Leitung ist.

Soweit ein zweiter Impuls durch die Verzögerungsleitung nach dem ersten Impuls erzeugt wurde, war zwar seine Dauer nur durch die Verzögerungsleitung bestimmt, sein Anfang aber war von einem Anstoß von außen abhängig.

Die Erfindung bezweckt, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der die nicht reflexionsfreie Verzögerungsleitung viermal durchlaufen wird, so daß ein Doppelimpuls entsteht, dessen Gesamtlänge allein von der Verzögerungsleitung bestimmt ist.

Dies wird erreicht bei einer Schaltungsanordnung, bei der periodisch ein von einem Impulsgenerator stammender Steuerimpuls einer nicht reflexionsfrei abgeschlossenen Verzögerungsleitung zugeführt wird und dieser zwei Impulse entgegengesetzter Polarität Schaltungsanordnung zur Erzeugung
von Impulsen

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 28. November 1952

Dorus Gerardus Kerker, Hilversum (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

und mit einer Dauer gleich der doppelten Laufzeit der Verzögerungsleitung entnommen werden, wenn gemäß der Erfindung der Impulsgenerator 1 bis 8 im frei schwingenden Zustand positive Impulse von einer Dauer größer als die doppelte Laufzeit der Verzögerungsleitung liefert, die dem Eingangskreis eines zusätzlichen Verstärkers zugeführt werden, der in einem dem Eingangskreis und dem Ausgangskreis gemeinsamen Kreis die Verzögerungsleitung enthält und der den Impulsgenerator derart steuert, daß die Dauer der positiven Impulse gleich der doppelten Laufzeit der Verzögerungsleitung wird und jedem positiven Impuls ein negativer Impuls unmittelbar folgt.

Zwei Ausführungsformen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, deren Wirkungsweise an Hand der Fig. 2 a und 2 b näher erläutert wird, und

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Die Röhren 1 und 2 nach Fig. 1 sind auf bekannte Weise als Multivibrator geschaltet. Dazu ist die Anode der Röhre 1 über den Kondensator 3 mit dem Steuergitter der Röhre 2 gekoppelt, und dieses Steuergitter ist durch den Widerstand 4 mit Erde verbunden. Ähnlich ist die Anode der Röhre 2 über den Kondensator 5 mit dem Steuergitter der Röhre 1 gekoppelt, und dieses Steuergitter ist mit Hilfe des Widerstandes 6 mit Erde verbunden. Der Anodenkreis der

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Röhre 1 enthält den Widerstand 7 und der Anodenkreis der Röhre 2 den Widerstand 8.

Die Anode der Röhre 8 ist über den Kondensator 9 und den Widerstand 10 mit dem Steuergitter 11 einer dritten Röhre 12 gekoppelt, deren Anode unmittelbar mit dem Pluspol der Anodehspeisequelle verbunden ist.

Die Kathode der Röhre 12 enthält den Widerstand 13, zu dem die nicht reflexionsfreie, nur schematisch dargestellte Verzögerungsleitung 14 parallel gelegt

auf das Steuergitter der Röhre 2 übertragen wird, die infolgedessen leitend wird, so daß ein weiterer negativer Spannungssprung an der Anode der Röhre 2 auftritt.

Das Auftreten des negativen Spannungssprungs am Widerstand 13 in der Zeit i₀ + 2 Γ bedingt also durch die anhäufende Wirkung der Multivibratorschaltung, daß in derselben Zeit die Anodenspannung der Röhre 2 so weit herabsinkt, daß der ursprünglich auftretende

ist. Die Verzögerungsleitung 14, die bekannter Bauart io positive Spannungssprung beendet wird. Dieser Versein kann, ist am Ende kurzgeschlossen. lauf ist in Fig. 2 a in der Zeit i₀ + 2 T angegeben.

Der Wert des Widerstandes 13 ist gleich dem Wert Die Beendigung des positiven Spannungssprungs

des Wellenwiderstandes der Verzögerungsleitung 14 an der Anode der Röhre 2 bedingt also, daß auch der gewählt. - - -- - - Spannungssprung am Steuergitter der Röhre 12 be-

Angenommen, daß ursprünglich die. Röhre 1 ge- 15 endet wird. An diesem Steuergitter ist also tatsächlich

ein Spannungsimpuls wirksam gewesen, so daß am Widerstand 13 zunächst ein positiver Impuls , auftritt, der nach Reflexion in der Verzögerungsleitung als negativer Impuls zurückkehrt.

Die am Widerstand 13 auftretende blockförmige Spannung F₁₃ ist also während einer Zeitspanne 2 Γ positiv und darauf während einer Zeitspanne 2 T negativ. Sollen diesem blockförmigen Spannungsverlauf

sperrt und die Röhre 2 leitend ist, so wird nach einer Zeitspanne, die durch die Zeitkonstante des Widerstandes 6 und des Kondensators 5 bedingt wird, die Röhre 1 leitend werden, wodurch am Widerstand 7 ein Spannungsabfall eintritt, der durch den Kon den.-sator3 und den Widerstand 4 auf das Steuergitter der Röhre 2 übertragen wird, wodurch diese Röhre gesperrt wird.

Dabei steigt, wie in Fig. 2 a in der Zeit i₀ angege- z.B. Impulse mit gleicher Polarität, aber mit einem ben ist, die Anodenspannung F₀₂ der Röhre 2 bis zur 25 Zeitintervall 4 T entnommen werden, so ist dies durch Batteriespannung F₆. Dieser positive Spannungs- Differentiierung durchführbar, wobei in der Zeit i₀ sprung wird über den Kondensator 9 und den Wider- ein positiver, in der Zeit t_o + 2T ein negativer und in stand 10 dem Steuergitter 11 der Röhre 12 zugeführt der Zeit t₀ + 4T wieder ein positiver Impuls auftritt, und ist so groß, daß diese Röhre leitend wird. Die Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der der

Zeitkonstante des Kondensators 9 und des Wider- 30 Impulsgenerator als Sperrschwinger ausgebildet wird. Standes 10 muß groß sein gegenüber der Impulswie- Die Röhre 15 enthält drei Gitter 16,17 und 18.

derholungszeit, und die Zeitspanne, nach der die Das erste Gitter 16 dient als Steuergitter und das

Röhre 2 wieder leitend werden würde, wenn die Ver- zweite, Gitter 17 als Anode des Sperrschwingers. Das zögerungsleitung 14 nicht vorhanden wäre, welche Gitter 17 ist dazu über die Primärwicklung 19 eines Zeitspanne durch die Zeitkonstante des Kondensators 3 35 Transformators 20 mit dem Pluspol der Anoden- und des Widerstandes 4 bedingt wird, muß größer speisequelle verbunden.

sein als das Zweifache der Laufzeit T der Verzöge- Außerdem ist das Steuergitter 16 der Röhre 15 mit

rungsleitung 14. dem Steuergitter 24 einer zweiten Röhre 25 verWenn die Röhre 12 leitend wird, tritt in der Zeit i₀ bunden. Der Anodenkreis der Röhre 25 enthält den am Widerstand 13 ein positiver Spannungssprung 40 Widerstand 26. Die Anode der Röhre 25 ist über den auf, was in Fig. 2 b angegeben ist, die den Spannungs- Kondensator 27 mit dem dritten Gitter 18 der Röhre verlauf F₁₃ am Widerstand 13 zeigt. Dieser Span- 15 gekoppelt, das weiter über den Widerstand 28 mit nungssprung wird nach einer Zeitspanne T am kurz- Erde verbunden ist.

geschlossenen Ende der Leitung 14 reflektiert, und seine Der Kathodenkreis der Röhre 25 enthält den WiderPolarität wird umgekehrt, so daß nach einer Zeit- 45 stand 29, der die Eingangsimpedanz der Verzögespanne 2 T, also in der Zeit t₀ + 2 T, am Widerstand rungsleitung 30 bildet. Diese Verzögerungsleitung 30 13 am Eingang der Leitung 14 ein negativer Spannungssprung auftritt. Wie bereits bemerkt wurde, ist
der Wert des Widerstandes 13 gleich dem Wellenwiderstand der Leitung 14, so daß der nach dem Ein- 50 am offenen Ende reflektiert wird und mit gleicher gang zurückgekehrte Spannungssprung dort nicht Polarität nach einer Zeitspanne 2 Γ am Eingang anaufs neue reflektiert wird.

Da das Potential der Kathode der Röhre 12 infolge des am Widerstand 13 auftretenden negativen Spannungssprungs stark sinkt, wird diese Röhre von einem starken Steuergitterstrom durchflossen, so daß der Widerstand 10 praktisch durch den geringen Innenwiderstand der Diode kurzgeschlossen wird, die von dem Steuergitter 11 und der Kathode der Röhre 12 gebildet wird.

Die Reihenschaltung des Kondensators 9 und des
geringen Widerstandes der vorerwähnten Diode liegt
dann parallel zum Anodenwiderstand 8 der Röhre 2.
Da die Impedanz dieser Reihenschaltung gegenüber
dem Widerstand 8 gering ist, wird an der Anode der 65 ten oder aus anderen, weiter unten zu erwähnenden Röhre ein negativer Spannungssprung erzeugt. Dieser Gründen die Zunahme des dem Gitter 17 zufließenden Spannungsabfall wird über das Netzwerk 5, 6 auf das Stroms geringer wird und schließlich, die über die Steuergitter der Röhre 1 übertragen, die infolgedessen Sekundärwicklung 21 des Transformators auftretende gesperrt wird. Dies bedingt eine Zunahme der Anoden- Spannung ihre Polarität umkehrt und die Sperrwirspannung der Röhre I₁ die über das Netzwerk 3,4 70 kung eintritt.

ist am Ende offen, so daß ein über den Widerstand 29 zugeführter Spannungssprung nach einer Zeitspanne T gleich der Laufzeit der Verzögerungsleitung

langt. Der Wert des Widerstandes 29 ist wieder gleich der spezifischen Impedanz der Verzögerungsleitung, um weitere Reflexion zu verhüten.

Da die Wirkungsweise des Sperrschwingers hinreichend bekannt ist, wird darauf nur dann Bezug genommen werden, wenn dies für ein gutes Verständnis der Erfindung wesentlich ist. Es sei in dieser Beziehung darauf hingewiesen, daß beim Entsperren des Sperrschwingers Strom nach dem als Anode wirksamen Gitter 17 fließt, wodurch über den Transformator 20 die Spannung des Steuergitters 16 erhöht wird, welche Erhöhung anhäufungsweise erfolgt, bis infolge der Begrenzung wegen der Röhreneigenschaf-

Angenommen, daß der Sperrschwinger anfangs gesperrt ist, so ist auch die Röhre 25 gesperrt, da die Steuergitter beider Röhren miteinander verbunden sind.

Wird der Sperrschwinger leitend, so entsteht an beiden Steuergittern ein positiver Spannungssprung, so daß auch die Röhre 25 leitend wird. Dabei entsteht ein positiver Spannungssprung am Widerstand 29 und eine Spannungsherabsetzung an der Anode der Röhre 25. Diese Spannungsherabsetzung wird über xo den Kondensator 27 und den Widerstand 28 auch auf das Gitter 18 der Röhre 15 übertragen. Dies hat zur Folge, daß die Wirkung des Sperrschwingers gefördert wird, da von der Kathode stammende Elektronen, die auf ihrem Wege nach der Anode das Gitter 17 bereits passiert haben, teilweise nach dem Gitter 17 reflektiert werden, und somit werden der die Primärwicklung 19 durchfließende Strom und die Spannung am Steuergitter 16 erhöht.

Der positive Spannungssprung am Widerstand 29 in der Kathodenleitung der Röhre 25 wird nach einer Zeitspanne T am offenen Ende der Verzögerungsleitung 30 reflektiert und kehrt nach einer Zeitspanne 2 Γ als positiver Spannungssprung über den Widerstand 29 zurück. Infolgedessen wird die Röhre 25 gesperrt, und die Spannung an der Anode dieser Röhre nimmt zu, welche Spannungszunahme dem Gitter 18 der Röhre 15 zugeführt wird. Nach vorstehendem wird es einleuchten, daß infolgedessen der Elektronenstrom in der Röhre 15 nach der Anode und dem Gitter 18 vergrößert und der Elektronenstrom nach dem Gitter 17 verkleinert wird, wodurch die Spannung der Sekundärwicklung 21 des Transformators 20 ihre Polarität umkehrt und der Sperrschwinger gesperrt wird, so daß an den Steuergittern 16 und 24 eine Sperrspannung auftritt.

Auch bei dieser Schaltungsanordnung wird also der Spannungssprung nach einer Zeitspanne 2 T beendet, so daß die Spannung am Steuergitter 24 impulsförmig ist. Infolgedessen tritt am Widerstand 29 zunächst ein positiver Impuls mit einer Dauer 2 Γ und darauf ein negativer Impuls mit einer Dauer 2 T auf. Die Röhre 25 bleibt beim Auftreten des negativen Impulses infolge der am Gitter 24 wirksamen Sperrspannung gesperrt.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 soll die Zeitspanne, während der der Sperrschwinger leitend ist, beim Fehlen der Verzögerungsleitung größer sein als das Zweifache der Laufzeit T der Verzögerungsleitung.

Vollständigkeitshalber sei bemerkt, daß . Multivibratorschaltungen bekannt sind, bei denen eine der Röhren als Triode und die andere als Pentode ausgebildet ist. Das Steuergitter dieser Pentode wird auf bekannte Weise mit der Anode der Triode gekoppelt, und das Schirmgitter der Pentode dient als Anode im Multivibrator und ist dementsprechend mit dem Steuergitter der Triode gekoppelt.

Wird der positive Spannungssprung für die dritte Röhre, deren Kathodenkreis wieder eine offene Verzögerungsleitung hat, der Anode der Triode entnommen, so kann die Anodenspannungsänderung der dritten Röhre, entsprechend Fig. 3, wieder auf das dritte Gitter der Pentode übertragen werden. Nach einer Zeitspanne 2 T steigt die Anodenspannung der dritten Röhre und somit die Spannung des dritten Gitters der Pentode, wodurch die Triode leitend wird.

Selbstverständlich können die Schaltungen auch mit Verstärker vom Transistortyp ausgeführt werden. Dabei korrespondiert die Kathode mit dem Emitter, die Steuerelektrode mit der Basis und die Anode mit dem Kollektor.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen, bei der periodisch ein von einem Impulsgenerator stammender Steuerimpuls einer nicht reflektionsfrei abgeschlossenen Verzögerungsleitung zugeführt wird und dieser zwei Impulse entgegengesetzter Polarität und mit einer Dauer gleich der doppelten Laufzeit der Verzögerungsleitung entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (1 bis 8) im frei schwingenden Zustand positive Impulse von einer Dauer größer als die doppelte Laufzeit der Verzögerungsleitung liefert, die dem Eingangskreis eines zusätzlichen Verstärkers (12) zugeführt werden, der in einem dem Eingangskreis und dem Ausgangskreis gemeinsamen Kreis die Verzögerungsleitung (14) enthält und der den Impulsgenerator derart steuert, daß die Dauer der positiven Impulse gleich der doppelten Laufzeit der Verzögerungsleitung wird und jedem positiven Impuls ein negativer Impuls unmittelbar folgt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der Impulsgenerator als Multivibrator ausgebildet ist und ein Ausgangskreis des Generators derart mit einem Eingangskreis einer Verstärkerstuife und umgekehrt gekoppelt ist, daß, wenn, eine dieser beiden Stufen leitend ist, die andere nicht leitet, dadurch gekennzeichnet, daß ein einem dieser zwei Ausgangskreise entnommener positiver Spannungssprung auf das Steuergitter (11) der Verstärkerröhre (12) übertragen wird, deren Kathodenkreis einen Widerstand (13) enthält, zu. dem die am anderen Ende kurzgeschlossene Verzögerungsleitung (14) parallel liegt (Fig. 1).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der Impulsgenerator eine Röhre mit mindestens drei Gittern enthält, von denen von der Kathode aus das erste und das zweite Gitter in eine Sperrschwingeroszillatorschaltung aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Steuergitter des Impulsgenerators entnommener positiver Spannungssprung dem Steuergitter (24) einer Verstärkerröhre (25) zugeführt wird, deren Kathodenkreis einen Widerstand (29) enthält, zu dem die Verzögerungsleitung (30) parallel gelegt ist, die am anderen Ende offen ist, wobei die Anodenspannungsänderung der Verstärkerröhre (25) auf das dritte Gitter (18) der Oszillatorröhre ■ (15) übertragen wird (Fig. 3).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des in die Kathodenleitung der Verstärkerröhre (12 bzw. 25) aufgenommenen Widerstandes (13 bzw. 29) gleich dem Wellenwiderstand der Verzögerungsleitung (14 bzw. 30) ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 528 310, 614 328, 623;

österreichische Patentschrift Nr. 165 267.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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