DE1116271B - Frequenzstabiler Impulsgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Impulsgenerator nach Art eines Multivibrators oder eines Transitrons mit einem nicht selektiven, aus Widerständen und Kondensatoren bestehenden, in sich geschlossenen Kopplungsweg zur Erzeugung von Kippschwingungen, die mittels eines Widerstandes und eines Kondensators in eine Sägezahnschwingung umwandelbar sind.

Derartige Impulsgeneratoren haben nur eine relativ geringe Frequenzstabilität. Die Frequenz ändert sich z.B. stark bei Betriebsspannungsänderungen oder Röhrenalterungen. Um diesem Mangel zu begegnen, ist es bekannt, einen sogenannten Schwungradkreis anzuwenden. Die Anwendung eines solchen bringt in der Tat eine für viele Fälle ausreichende Frequenzstabilität. Leider ist diese Lösung nur für solche Frequenzbereiche verwendbar, in denen noch Schwingkreise mit brauchbarer Kreisgüte und tragbarem wirtschaftlichem Aufwand realisiert werden können. Die untere Frequenzgrenze dürfte etwa bei einigen Kilohertz liegen. Für den Niederfrequenzbereich von 0 bis 1 kHz ist diese Methode nicht mehr sinnvoll möglich. Ein weiterer Nachteil dieses Prinzips liegt darin, daß die Stabilisierungsbandbreite wegen der geringen Bandbreite des stabilisierenden Kreises relativ gering ist. Unter Stabilisierungsbandbreite wird der Frequenzbereich des Impulsgenerators verstanden, in dem der Schwingkreis eine stabilisierende Wirkung hat. Bei Anwendung eines Kreises geringerer Güte kann man die Stabilisierungsbandbreite erhöhen; die Stabilisierungswirkung nimmt aber gleichzeitig ab. Man muß also einen Kompromiß zwischen Stabilisierung und Stabilisierungsbandbreite schließen. Eine zusätzliche Nachstimmung des Kreises auf die jeweilige Kippfrequenz ist zwar theoretisch möglich, aber wegen des damit verbundenen Aufwandes unzumutbar, vor allem bei Kippgeneratoren, deren Frequenz mit HiKe einer Regelspannung variiert werden soll.

Bei einer Schaltungsanordnung zur Stabilisierung der Frequenz eines Multivibrators oder eines Transitrons wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein Verstärkerelement des Multivibrators bzw. das Verstärkerelement des Transitrons zusätzlich als ein auf die Impulsgenerator-Kippfrequenz oder auf eine Harmonische davon abgestimmter f?C-Sinusgenerator zu schalten. Durch die Verkopplung einer mit einem selektiven Rückkopplungsweg erzeugten Schwingung mit einer mit einem nicht selektiven Rückkopplungsweg erzeugten Schwingung ist die erstere im wesentlichen frequenzbestimmend. Die Kippschwingung ist also die passive Schwingung. Da ihr Rückkopplungs-

Frequenzstabiler Impulsgenerator

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen,
HeUmuth-ffirth-Str. 42

Gerhard-Günter Gaßmann, Berkheim,
ist als Erfinder genannt worden

weg nicht selektiv ist, ist die Stabilisierungsbandbreite sehr groß. Die Frequenzstabilität ist aber ebenfalls sehr groß, da die frequenzbestimmende Schwingung die Sinusschwingung ist, deren Frequenz von Röhrenalterungen und Netzspannungsschwankungen weitgehend unabhängig ist.

Gegenüber bekannten Schaltungen mit Sinusoszillatoren und anschließender Verzerrung der Sinusspannung in eine Impuls- oder Sägezahnspannung in einer übersteuerten Verstärkerröhre hat die erfindungsgemäße Schaltung den Vorteil, daß sie sehr steile Impulsflanken ermöglicht.

Es sind auch Schaltungen bekannt, bei denen ein separater frequenzbestimmender Sinusgenerator eine Kippschaltung, z. B. einen Multivibrator, ansteuert, so daß dieser durch den separaten Generator synchronisiert wird. Derartige Schaltungen haben zwar auch hohe Frequenzkonstanz und steile Impulsflanken, der Aufwand ist aber erheblich höher als bei der erfindungsgemäßen Schaltung.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung. Darin sind 1 und 2 die beiden Röhrensysteme und 3 der gemeinsame Kathodenwiderstand, der zum Kopplungsweg der Kippschwingung gehört. Das i?C-Glied 4, 5 in der Anode der Röhre 2 dient zur Umwandlung des impulsförmigen Anodenstromes dieser Röhre in eine Sägezahnspannung. 6 ist der Koppelkondensator, der den Kopplungsweg für die Kippschwingung schließt. 7 ist der dazugehörende Ableitwiderstand. 8 ist der Anodenwiderstand des Systems 1. 9 ist der erste Widerstand des Sinusschwingungen erzeugenden Netzwerkes, welches mit dem T-Glied 9, 10, 11 beginnt und mit

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dem π-Glied 12, 13, 14 endet. Der Widerstand 9 hat gleichzeitig die Aufgabe, als Entkopplungswiderstand für die Kippschwingung zu dienen. Mit anderen Worten: Der Eingangswiderstand des Sinusschwingungen erzeugenden Netzwerkes ist groß, so daß er keinen nennenswerten Nebenschluß für die Kippschwingung darstellt. Der Ausgangskondensator 14 hat gleichzeitig die Aufgabe, für die Kippschwingung das Gitter abzublocken, da das Röhrensystem 1 für die Kippschwingung als Gitterbasisverstärker arbeitet. Mit anderen Worten: Der Ausgangswiderstand des Sinusschwingungen erzeugenden Netzwerkes ist klein, so daß er für die Kipp^:schwingung einen Kurzschluß darstellt. Der Koppelkondensator 15 und der Ableitwiderstand 16 sorgen durch Gittergleichrichtung für eine zusätzliche Gittervorspannung, durch die die Größe der Sinusspannung stabilisiert wird. Am Gitter der Röhre 1 steht also ausschließlich eine Sinusspannung, an der Anode der Röhre 2 ausschließlich eine Sägezahnspannung, an der Anode der Röhre 1 eine Sinusspannung, überlagert mit dem Kippimpuls, dessen Dauer identisch ist mit der Rücklaufdauer der Sägezahnspannung.

In der Fig. 1 zweigt der selektive Kopplungsweg von der Anode der Röhre 1 ab und führt über die Schaltelemente 9, 11, 13, 15 zum Steuergitter der gleichen Röhre und schließt sich auf diese Weise. Der nicht selektive Kopplungsweg zweigt ebenfalls von der gleichen Anode ab und führt über den Kopplungskondensator 6, die Röhre 2 und mittels des Kathoden- Widerstandes 3 zur Kathode der Röhre 1, wodurch dieser nicht selektive Kopplungsweg geschlossen wird.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsvariante. Das Hexodensystem oder Heptodensystem 17 arbeitet mit Kathode, erstem Steuergitter und Schirmgitter als Triode in derselben Art wie das Röhrensystem 1 in Fig. 1: Das Siebglied 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 und 25 bildet den selektiven Rückkopplungsweg. Der Kondensator 27 dient als Koppelkondensator und der Widerstand 26 als Ableitwiderstand. Der Widerstand 28 ist der Schirmgitterarbeitswiderstand. Vom Schirmgitter geht sowohl der selektive als auch der nicht selektive Rückkopplungsweg ab. 29 ist der Koppelkondensator zum Steuergitter des Triodensystems 30. 31 ist der zugehörende Ableitwiderstand. Das Anodeni?C-Glied32, 33 dient zur Umformung des Impulsstromes in eine Sägezahnspannung. 34 ist der gemeinsame Kathodenwiderstand. Dem zweiten Steuergitter des Röhrensystems 17 wird über den Siebwiderstand 35 zur Frequenznachsthnmung eine Regelspannung zugeführt, durch die der Anodenwechselstrom in seiner Stärke gesteuert werden kann. Der Kondensator 36 ist der Siebkondensator für die Regelspannung. Der Anodenstrom wird dort in das Sinusschwingungen anregende Rückkopplungsnetzwerk eingespeist (in Fig. 2 zwischen Widerstand 20 und Widerstand 22), wo eine Sinusspannung herrscht, die näherungsweise um 90° gegenüber dem Anodenwechselstrom phasenverschoben ist, so daß der Anodenstrom als verstimmender Blindstrom wirkt.

Die Beispiele Fig. I und 2 zeigten Multivibratoren. Die erfindungsgemäße Schaltung ist auch als Transitron möglich. Fig. 3 zeigt ein solches Schaltungsbeispiel. Am Schirmgitter des Pentoden-, Hexoden- oder Heptodensystems 37 stehen — wie an der Anode des Röhrensystems 1 beim Multivibrator in Fig. 1 — sowohl die Kippschwingung als auch die Sinusschwingung. Das Siebglied 38, 39, 40, 41, 42, bildet den selektiven Rückkopplungsweg. Er endet über den Koppelkondensator 44 am ersten Steuergitter des Röhrensystems. 45 ist der Ableitwiderstand. ist der Schirmgitterarbeitswiderstand. Der nicht selektive Rückkopplungsweg ist gegeben durch den Koppelkondensator 47, der das Schirmgitter mit dem zweiten Steuergitter bzw. bei Pentoden mit dem Bremsgitter verbindet. Der Widerstand 48 dient als Ableitwiderstand. Das Anoden-i?C-Glied 49, 50 dient schließlich zur Umformung des Impulsstromes in eine Sägezahnspannung. Am ersten Steuergitter steht nur die Sinusschwingung und am zweiten Steuergitter nur die Kippschwingung.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Stabilisierung der Frequenz eines Multivibrators oder eines Transitrons, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkerelement (1 bzw. 17) des Multivibrators (1, 2 bzw. 17, 30) bzw. das Verstärkerelement (37) des Transitrons zusätzlich als ein auf die Impulsgenerator-Kippfrequenz oder auf eine Harmonische davon abgestimmter i?C-Sinusgenerator (9 bis 16 bzw. 18 bis 27 bzw. 38 bis 45) geschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangswiderstand des selektiven Rückkopplungsweges so groß ist, daß keine wesentliche Abschwächung der Impulsspannung auftritt, und daß dessen Ausgangswiderstand für Impulsspannungen so klein ist, daß diese praktisch kurzgeschlossen werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Rückkopplungsweg aus einem mehrgliedrigen Tiefpaß besteht, der mit einem Γ-Glied beginnt und mit einem π-Glied endet.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungsverstärker für die eine Schwingungsärt als Kathodenbasisverstärker und für die andere Schwingungsart als Gitterbasisverstärker arbeitet.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Triodensysteme zur Anwendung kommen und die beiden Rückkopplungswege von der Anode des ersten Systems

(1) abzweigen und der mit einem Γ-Glied beginnende und mit einem π-Glied endende selektive Rückkopplungsweg (9, 10, 11, 12, 13, 14) am Gitter desselben Röhrensystems endet und das zur Realisierung des nicht selektiven Rückkopplungsweges zwischen der Anode desselben Systems (1) und dem Gitter des zweiten Systems

(2) ein Koppelkondensator (6) liegt, daß beide Kathoden verbunden sind und einen gemeinsamen unüberbrückten Kathodenwiderstand haben, daß von beiden Anoden je ein Arbeitswiderstand (4 und 8) zur Speisespannung führt und daß zur Erzeugung einer Sägezahnspannung von der Anode des zweiten Systems (2) ein Ladekondensator (5) nach Masse führt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der ersten Triode eine Hexode oder Heptode zur Anwen-

dung kommt und daß die Aufgabe der Schwingungserzeugung von den drei ersten Elektroden (Kathode, erstes Steuergitter, erstes Schirmgitter) übernommen wird und daß dem zweiten Steuergitter zur Frequenznachstimmung eine Regelspannung zugeführt wird, die den Anodenwechselstrom steuert und dieser als Blindstrom dort in den selektiven Rückkopplungsweg eingespeist wird, wo die Sinusspannung gegenüber dem Anodenwechselstrom bereits eine Phasenverschiebung von nahezu 90° hat, so daß ein Teil des selektiven Rückkopplungsweges. gleichzeitig zur Phasenverschiebung von nahezu 90° zwischen Spannung und Blindstrom dient.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Pentoden-, Hexoden- oder Heptodensystem zur Anwendung kommt und daß vom zweiten Gitter sowohl der selektive als auch der nicht selektive Rückkopplungsweg abzweigen, daß der selektive Rückkopplungsweg zum ersten Steuergitter führt und daß der nicht selektive Rückkopplungsweg zum zweiten Steuergitter (Gitter 3) führt und daß im Anodenstromkreis der Arbeitswiderstand (4) und der Ladekondensator (5) liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 904 685.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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