DE1128049B

DE1128049B - Circuit arrangement for triggering a thyratron

Info

Publication number: DE1128049B
Application number: DEC23226A
Authority: DE
Inventors: Paul Romann
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1960-01-22
Filing date: 1961-01-23
Publication date: 1962-04-19
Also published as: FR1255091A; BE598754A; NL259892A

Description

Schaltungsanordnung. zum Auslösen eines Thyratrons Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Auslösen eines Thyratrons durch Steuersignale, welche die Form einer Wechselspannung mit veränderlicher Amplitude haben; die während eines bestimmten Zeitraumes vor Erreichen ihres Maximalwertes anwächst. Das Thyratron kann dabei in bekannter Weise den Betrieb eines elektromechanischen oder elektronischen Relais steuern.Circuit arrangement. for triggering a thyratron The invention relates to a circuit arrangement for triggering a thyratron by control signals, which take the form of an alternating voltage with variable amplitude; the during one increases in a certain period of time before reaching its maximum value. The thyratron can operate an electromechanical or electronic one in a known manner Control relay.

Ziel der Erfindung ist ein Auslösekreis, durch den die Auslösung des Thyratrons bei einer durch das Steuersignal gelieferten, gegebenen Maximalspannung nur dann bewirkt wird, wenn die Maximalamplitude schneller als nach einer vorbestimmten Zeit erreicht wird.The aim of the invention is a trip circuit through which the tripping of the Thyratrons at a given maximum voltage supplied by the control signal is only effected when the maximum amplitude is faster than after a predetermined one Time is reached.

Ein Thyratron besteht bekanntlich aus einem mit Gas unter geringem Druck gefüllten Glaskolben, in dem eine geheizte Kathode, ein Steuergitter und eine Platte (Anode) angeordnet sind. Die Anode des Thyratrons wird bezüglich der Kathode auf einem positiven Potential gehalten. Wie bekannt ist, beginnt die Röhre einen Anodenstrom zu führen, sobald an das Gitter eine bestimmte, im allgemeinen negative Zündspannung angelegt wird. Danach fließt der Anodenstrom auch dann weiter, wenn das Gitterpotential niedriger wird, d. h. wenn der Absolutwert seiner negativen Spannung größer wird.As is well known, a thyratron consists of a gas with a small amount of gas Pressure-filled glass flask in which a heated cathode, a control grid and a Plate (anode) are arranged. The anode of the thyratron is relative to the cathode held at a positive potential. As is known, the tube begins one Lead anode current as soon as a certain, generally negative, at the grid Ignition voltage is applied. The anode current then continues to flow even if the grid potential becomes lower, d. H. if the absolute value of its negative Tension increases.

Bei der Schaltungsanordnung zum Auslösen eines Thyratrons durch Wechselspannungssignale variabler Amplitude, die über einen Verbindungskondensator an das Gitter des Thyratrons angelegt werden, wobei die Auslösung bei negativer Vorspannung des Gitters gegenüber der Kathode erfolgt, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Gitter durch eine Gleichspannungsquelle eine zur Zündung nicht ausreichende negative Grundspannung erhält und die weitere negative Vorspannung des Gitters von einem Vorspannungskondensator abgenommen wird, dessen eine Kondensatorplatte einerseits über einen Widerstand mit dem Gitter und andererseits über eine Reihenschaltung eines weiteren Widerstandes und eines zweiten Verbindungskondensators mit der Signalquelle verbunden ist, während die Gleichspannungsquelle mit ihrem positiven Pol an die vom Gitter abgewandte zweite Kondensatorplatte des Vorspannungskondensators und mit ihrem anderen Pol über eine Diode an den Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Verbindungskondensator und dem zweiten Widerstand geschaltet ist mit der Maßgabe, daß die Widerstände und Kondensatoren der Teilstromkreise so bemessen sind, daß die Zeitkonstante für die Teilentladung des Vorspannungskondensators über den zweiten Widerstand, die Diode und die Gleichspannungsquelle während der positiven Halbperioden der Steuersignale größer ist als die für seine Aufladung durch die negativen Halbperioden der Steuersignale, so daß sich der Vorspannungskondensator allmählich höher auflädt und die Zeitkonstanten aller Teilstromkreise groß sind gegenüber der Zeit, die die Wechselspannungssignale bis zur Erreichung ihrer maximalen Amplitude benötigen.In the circuit arrangement for triggering a thyratron by alternating voltage signals variable amplitude connected to the grid of the thyratron via a connecting capacitor are applied, with the triggering in the case of negative bias of the grid opposite the cathode takes place, it is provided according to the invention that the grid by a DC voltage source a negative basic voltage which is insufficient for ignition and the further negative bias of the grid from a bias capacitor is removed, one of which is a capacitor plate on the one hand via a resistor with the grid and on the other hand via a series connection of another resistor and a second connection capacitor is connected to the signal source during the DC voltage source with its positive pole to the second remote from the grid Capacitor plate of the bias capacitor and with its other pole over a Diode to the connection point between the second connection capacitor and the second resistor is connected with the proviso that the resistors and capacitors of the partial circuits are dimensioned so that the time constant for the partial discharge of the bias capacitor via the second resistor, the diode and the DC voltage source during the positive half-cycles of the control signals is greater than that for his Charging by the negative half cycles of the control signals, so that the bias capacitor gradually charges higher and the time constants of all subcircuits are large compared to the time it takes the AC voltage signals to reach their maximum Need amplitude.

Vorzugsweise ist die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß der zweite Widerstand viel größer ist als der erste Widerstand und der Vorspannungskondensator eine viel größere Kapazität hat als der erste Verbindungskondensator, welcher seinerseits eine viel größere Kapazität als der zweite Verbindungskondensator aufweist.The circuit arrangement according to the invention is preferably designed in such a way that that the second resistor is much larger than the first resistor and the bias capacitor has a much larger capacitance than the first link capacitor, which in turn has a much larger capacitance than the second connection capacitor.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt Fig. 1 das Schaltschema einer Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 Diagramme, die der Erläuterung dienen und das Prinzip der Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Kreises veranschaulichen.In the following the invention with reference to the drawing is exemplified described; 1 shows the circuit diagram of an embodiment of the invention and FIG. 2 are diagrams used for explanation and the principle of operation of the circle shown in Fig. 1 illustrate.

In Fig. 1 ist ein Thyratron T dargestellt, das eine mit Masse verbundene und durch einen nicht dargestellten Glühdraht geheizte Kathode C, ein Steuergitter G und eine Platte als Anode P aufweist. Ein schematisch angedeutetes Verbrauchergerät U ist zwischen die Platte P und die positive Klemme einer Gleichstromquelle E, geschaltet, deren negative Klemme an Masse liegt. Das Gitter G ist bezüglich der Kathode (oder der Masse) negativ vorgespannt. Dies wird durch die in Reihe geschalteten beiden Widerstände R, und R2, eine Diode D und eine Gleichspannungsquelle E2 erreicht, deren positive Klemme an Masse liegt. Der Wert von R2 wird viel größer gewählt als der von R,, z. B. R2 = 5 R,. Der Verbindungspunkt von R2 mit der Diode D ist mit der Quelle S über einen Kondensator C2 und der Verbindungspunkt von R2 mit dem Widerstand R, ist mit der Masse über einen Kondensator C3 verbunden. Der Wert des Kondensators C3 ist viel größer als der des Kondensators C,, z. B. C3, = 10 C,, während- C, seinerseits viel größer als C2 ist, z. B. Cl = 5 C2.In Fig. 1, a thyratron T is shown, which is connected to ground and cathode C heated by a filament (not shown), a control grid G and a plate as an anode P. A schematically indicated consumer device U is connected between the plate P and the positive terminal of a direct current source E, their negative terminal is due to mass. The grid G is relative the cathode (or ground) negatively biased. This is done by connecting them in series two resistors R, and R2, a diode D and a DC voltage source E2 reached, whose positive terminal is connected to ground. The value of R2 is chosen to be much larger than that of R ,, z. B. R2 = 5 R ,. The connection point of R2 with the diode D is with the source S via a capacitor C2 and the connection point of R2 with the resistor R, is connected to ground via a capacitor C3. The value of the capacitor C3 is much larger than that of capacitor C1, e.g. B. C3, = 10 C ,, while - C, in turn is much larger than C2, e.g. B. Cl = 5 C2.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist wie folgt: Wenn kein Signal vorhanden ist, lädt sich der Kondensator C3 bezüglich Masse auf eine negative Spannung auf, die gleich der Spannung E2 ist; es fließt kein Strom durch R,, und das Gitter G befindet sich auf dem Potential-E2. Dieses ist so gewählt, daß sein Wert unterhalb der Zündspannung des Thyratrons liegt.The operation of the circuit is as follows: When there is no signal the capacitor C3 charges to a negative voltage with respect to ground, which is equal to the voltage E2; no current flows through R ,, and the grid G is on potential E2. This is chosen so that its value is below the ignition voltage of the thyratron is.

Wenn die Quelle S Wechselspannungssignale liefert, werden diese über den Kondensator C, sofort auf das Gitter und über den Kondensator C2 an die Diode D übertragen. Während des negativen Teiles der Periode der Wechselspannung fließt negative Ladung auf den Kondensator C3 und erhöht dessen anfängliche Rufladung. Während der positiven Halbwellen entlädt sich dieser Kondensator zum Zeil, und seine Ladung wird geringer. Die Rufladungen des Kondensators C3 erfolgen hauptsächlich über den Kondensator C, und den Widerstand R,, weil die Impedanz von C, geringer als die Impedanz von C2 ist C Cl << c2 und R, << R2) , während die Teilentladung von C3 über den Widerstand R2, die Diode D und die Spannungsquelle E2 erfolgt. Die Diode hat nämlich während der positiven Halbwellen der Signale einen sehr geringen Widerstand, d. h., sie wird leitend. Da die Zeitkonstante C,R, geringer als C,R2 ist; ergibt sich, daß bei Wechselspannungssignalen mit zunehmender Amplitude die negativen Rufladungen des Kondensators C3 größer als seine Teilentladungen sind, bis eine Stabilisierung erreicht ist.If the source S supplies AC voltage signals, these are over the capacitor C, immediately to the grid and via the capacitor C2 to the diode D transferred. During the negative part of the period the AC voltage flows negative charge on capacitor C3 and increases its initial charge. During the positive half-waves this capacitor discharges to the Zeil, and his Charge is decreasing. The charging of the capacitor C3 takes place mainly across the capacitor C, and the resistor R ,, because the impedance of C, is lower as the impedance of C2 is C Cl << c2 and R, << R2), during the partial discharge from C3 via the resistor R2, the diode D and the voltage source E2. the This is because the diode has a very low level during the positive half-waves of the signals Resistance, d. i.e., it becomes conductive. Since the time constant C, R, is less than C, R2 is; it follows that with alternating voltage signals with increasing amplitude the negative call charges of the capacitor C3 are greater than its partial discharges, until stabilization is achieved.

In Fig.2 oben sind zwei verschiedene von der Quelle S gelieferte Steuersignale Ut' und Ut" dargestellt. Die Zeit t ist auf der Abszisse und die Spannung U auf der Ordinate aufgetragen. Die beiden Signale U' und U" erreichen das gleiche Amplitudenmaximum Am., aber nach verschiedenen Steigerungszeiten. Das Signal U3' wächst langsam, während das Signal U," schnell anwächst.At the top of FIG. 2, two different control signals Ut 'and Ut "supplied by the source S are shown. The time t is plotted on the abscissa and the voltage U on the ordinate. The two signals U' and U" reach the same amplitude maximum Am ., but after different increase times. The signal U3 'grows slowly, while the signal U, "grows rapidly.

In Fig. 2 unten sind entsprechend den Signalen U,' und U," der Quelle S die an den Klemmen des Kondensators C3 auftretenden Spannungen US und U," sowie die an dem Gitter des Thyratrons auftretenden Spannungen U9' und Ug" aufgetragen.At the bottom of FIG. 2, corresponding to the signals U, 'and U, "of the source S, the voltages US and U," and the voltages U9' and Ug "occurring at the grid of the thyratron are plotted at the terminals of the capacitor C3.

Das durch eine strichpunktierte Linie dargestellte Spannungsniveau Uam entspricht der Zündspannung, die an das Gitter des Thyratrons angelegt werden muß, um die Röhre auszulösen. Wenn kein Signal vorhanden ist, befindet sich das Gitter G auf demselben Potential wie der Kondensator C3, der negativ auf das Potential der Spannungsquelle -E2 aufgeladen ist.The voltage level shown by a dash-dotted line Uam corresponds to the ignition voltage that is applied to the grid of the thyratron must to trigger the tube. If there is no signal, that is Grid G at the same potential as the capacitor C3, which is negative at the potential the voltage source -E2 is charged.

Wenn das von der Quelle S gelieferte Signal die Form U,s hat, d. h. wenn ein langsames Anwachsen während eines Zeitraumes erfolgt, der gegenüber der Zeitkonstanten C3R1 und C3R2 nicht zu kurz ist, kann in dieser Zeit der Absolutwert der negativen Ladun# des Kondensators C3 beträchtlich anwachsen, bevor das Signal US seinen Maximalwert erreicht. Der Linienzug Ue, der die Spannung an den Klemmen des Kondensators C3 darstellt, ist aus einzelnen Kurvenstücken zusammengesetzt, die den aufeinanderfolgenden Ladungen und Teilentladungen entsprechen, welche das Potential dieses Kondensators bei der Änderung seines Wertes von (-E2) bis -(E2+A.) beeinflussen. Daraus folgt, daß die durch die Kurve Ug' dargestellte Gitterspannung, die sich aus der Über-Lagerung der Kurven US und Ue' ergibt, in keinem Augenblick das Niveau der Zündspannung U".. erreicht. Die Empfindlichkeit des Thyratrons ist beträchtlich herabgesetzt, und die Röhre schaltet sich nicht ein, wenn das Signal U,' sein Maximum erreicht hat.If the signal supplied by the source S is in the form U, s, i. H. if there is a slow increase over a period of time opposite that of Time constants C3R1 and C3R2 is not too short, the absolute value can be used during this time the negative charge on capacitor C3 will increase considerably before the signal US reaches its maximum value. The line Ue showing the voltage at the terminals of the capacitor C3 is composed of individual curve pieces, which correspond to the successive charges and partial discharges which the Potential of this capacitor when its value changes from (-E2) to - (E2 + A.) influence. It follows that the grid voltage represented by the curve Ug ', which results from the overlaying of the curves US and Ue ', at no moment the level of the ignition voltage U ".. reached. The sensitivity of the thyratron is considerably degraded, and the tube does not turn on when the signal U, 'has reached its maximum.

Anders verhält es sich im Falle des schnell anwachsenden Signals U,". Hier ist der Absolutwert des negativen Potentials U," des Kondensators C3 noch im Anwachsen begriffen, wie das durch den gebrochenen Linienzug U," dargestellt ist. Da aber das Signal U"" schneller wächst, erreicht die Summe der Spannungen U"" und UJ ', d. h. die an dem Gitter G auftretende Spannung Ug", jetzt die Zündspannung Uam an dem Punkt P. Das Thyratron ist sogar schon ausgelöst (gezündet), bevor das angelegte Signal U"" sein Amplitudenmaximum erreicht. Das Potential bei G fällt nach dem Erreichen eines Maximums wieder ab; dadurch wird aber - wie bekannt ist- der Strom durch das einmal gezündete Thyratron nicht wieder unterbrochen.The situation is different in the case of the rapidly increasing signal U, ". Here the absolute value of the negative potential U," of the capacitor C3 is still growing, as shown by the broken line U, ". But since the signal U""Grows faster, the sum of the voltages U""and UJ ', ie the voltage Ug" occurring at the grid G, now reaches the ignition voltage Uam at the point P. The thyratron is even triggered (ignited) before the applied signal U "" reaches its maximum amplitude. The potential at G drops again after reaching a maximum; as a result, as is well known, the current through the once ignited thyratron is not interrupted again.

Bei einer praktisch ausgeführten, der obigen Beschreibung entsprechenden Schaltung betragen die Werte der Widerstände R, und R2 0,47 bzw. 2,7 MSZ. Als Diode D wird ein Kristallgleichrichter verwendet. Die Werte der Kondensatoren C,, C2 und C3 betragen 5,1 bzw. 40 nF.In the case of a practically carried out, corresponding to the description above Circuit, the values of the resistors R and R2 are 0.47 and 2.7 MSZ, respectively. As a diode D a crystal rectifier is used. The values of the capacitors C ,, C2 and C3 are 5.1 and 40 nF, respectively.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, welche für verschiedene Anwendungen geeignet ist, dient insbesondere als Auslösekreis, der durch auf Grund des »Doppler-Effektes« entstehende Signale gesteuert wird. Wie bekannt ist, tritt ein Doppler-Effekt auf, wenn von einem Punkt A ausgesandte Signale mit den von einem Punkt B zurückreflektierten Signalen B gemischt werden, wobei sich der Abstand mischen den Punkten A und B mit der Zeit verändert. Die sich daraus ergebenden Schwellungen bilden eine Folge von Tönen, deren Frequenz fortschreitend abnimmt, durch ein Minimum läuft und dann als Funktion der Veränderung des Abstandes zwischen den Punkten A und B von neuem größer wird, während die Intensität der Schwellung größer wird, durch ein LVIaximum läuft und wieder geringer wird.The circuit arrangement according to the invention, which for various Applications is particularly suitable as a trip circuit, which is due to the "Doppler effect" generated signals is controlled. As is known, occurs a Doppler effect when signals emitted from a point A match those from a Point B back-reflected signals B are mixed, with the distance mix points A and B changed over time. The resulting swelling form a sequence of tones, the frequency of which decreases progressively through a minimum runs and then as a function of the change in the distance between points A and B increases again as the intensity of the swelling increases, runs through an LVI maximum and then decreases again.

Unter diesen Bedingungen kann man das Thyratron znd damit ein Relais mit Hilfe von Schwellungen auslösen, die eine minimale vorbestimmte Anwachs-;eschwindigkeit überschreiten, indem man den be->chriebenen Kreisen der Schaltung die richtigen leitkonstanten gibt.Under these conditions the thyratron can be ignited and thus a relay trigger with the help of swellings that have a minimum predetermined rate of growth by adding the correct circuitry to the circles described leading constants there.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for triggering a thyratron by AC voltage signals of variable amplitude, which are transmitted through a connection capacitor applied to the grid of the thyratron be taking tripping takes place with negative bias of the grid with respect to the cathode, characterized in that that the grid (G) by a DC voltage source (E2) does not ignite Sufficient negative basic tension receives and the further negative bias of the grid (G) is removed from a bias capacitor (C3), one of which Capacitor plate on the one hand via a resistor (R1) to the grid (G) and on the other hand Via a series connection of a further resistor (R2) and a second connecting capacitor (C2) is connected to the signal source (S), while the DC voltage source (E2) with its positive pole to the second capacitor plate of the facing away from the grid Bias capacitor (C3) and with its other pole via a diode (D) to the Connection point between the second connection capacitor (C2) and the second Resistor (R2) is connected with the proviso that the resistors and capacitors end Subcircuits are dimensioned so that the time constant for the partial discharge of the Bias capacitor (C3) through the second resistor (R2), the diode (D) and the DC voltage source (E2) during the positive half-periods of the control signals is greater than that for its charging by the negative half-cycles of the control signals, so that the bias capacitor (C3) gradually charges higher, and the time constants of all sub-circuits are large compared to the time that the AC voltage signals need to reach their maximum amplitude.

2. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the second resistor (R2) is much larger than the first resistor (R1) and the bias capacitor (C3) a much larger one Has capacitance as the first connection capacitor (Cl), which in turn has a has much larger capacitance than the second connection capacitor (C2).