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Elektronische Zählschaltung mit mehreren getrennten Kaltkathodengasentladungsröhren
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Zählschaltung mit mehreren getrennten
Kaltkathodengasentladungsröhren, die je eine Anode, eine Kathode undeineTriggerelektrodeaufweisenundderenAnoden
über eine gemeinsame Impedanz an eine positive Spannung gelegt sind.
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Solche bekannten Zählschaltungen können verschiedene Ausführungsformen
besitzen, z. B. können sie die Form eines einfachen dyadischen Zählers oder eines
Ringzählers aufweisen. Die Anode jeder Zählröhre ist im allgemeinen mit der positiven
Klemme einer Hochspannungsquelle verbunden und die Kathode mit der negativen Klemme,
während die zu zählenden Impulse der Triggerelektrode einer oder mehreren der Röhren
zugeführt werden. Im allgemeinen werden die Anoden der Röhren mit der positiven
Klemme der Spannungsquelle durch einen üblichen Reihenwiderstand verbunden, der
die der Anode zugeführte Spannung abfallen läßt, so daß die Spannung zwischen Anode
und Kathode jeder Röhre nicht ausreicht, um die Röhre zu zünden, der aber so bemessen
ist, daß irgendeine Röhre durch Zufuhr eines Impulses ausreichender Amplitude zu
der Triggerelektrode getriggert werden kann.
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Um ein wirkungsvolles und zuverlässiges Triggern aller Röhren der
Schaltung beim Zählen zu erreichen, ist es erwünscht, nahezu gleichmäßige Kathodenpotentiale
für alle Röhren zu erreichen. Dieses Kathodenpotential hängt zu einem großen Teil
von den Toleranzen der einzelnen Komponenten und den Röhrenmerkmalen ab. Es ist
möglich, eine Verbesserung durch Erhöhen des Wertes des gemeinsamen Reihenwiderstandes
zu bewirken, der die Änderungen in den Kreisen, die mit den einzelnen Röhren zusammenarbeiten,
weniger wirksam macht, jedoch ist es dann erforderlich, die zugeführte Hochspannung
proportional zu erhöhen. In einem solchen Fall erscheint, sobald die Einrichtung
eingeschaltet wird und keine Röhre leitet, so daß kein Spannungsabfall über den
gemeinsamen Reihenwiderstand erfolgt, diese erhöhte Spannung an jeder Röhrenanode
und kann ungewollt einige Röhren triggern, die die Zählung stören werden. Wenn also
zwei Röhren zusammen zünden, ist es unmöglich, weiterzuzählen, da die normale Arbeitsweise
der Schaltung, nach der das Zünden einer Röhre jede andere Röhre zum Löschen bringt,
nicht weiter durchgeführt werden kann. Ein weiteres Problem besteht darin, zu gewährleisten,
daß eine Röhre getriggert wird, wenn die Schaltung eingeschaltet wird, und zum vorher
erwähnten Zählen muß die Anordnung so getroffen werden, daß dies diejenige Röhre
ist, die den Ausgang Null ergibt. Dies wurde bisher durch die Anordnung eines Schalters
erreicht, der nach dem Anschaltender Einrichtung betätigt wird und vorgesehen ist,
um alle Röhren zu löschen und dann die Zündung der Null-Röhre zu veranlassen.
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Es ist auch bei Mehrstrecken-Gasentladungsröhren eine Schaltung für
Impulsreihen mit einer Kaltkathodengasentladungsröhre bekannt, die eine Startelektrode
aufweist. In dieser Schaltung wird die Startstrecke ständig in leitendem Zustand
aufrechterhalten, d. h. die Startelektrode nicht gelöscht, so daß nur ein
möglicher Ausgang aus der Röhre vorhanden ist.
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Gegenüber dem Stande der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung
darin, zu gewährleisten, daß nach anfänglicher Einschaltung des Zählers eine spezielle
Röhre der Zählröhren in einen Zustand versetzt wird, indem sie als erste nach Empfang
von Zählimpulsen wirksam wird, und weiter zu gewährleisten, daß keine der Röhren
der Zählschaltung selbst gezündet wird. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht,
daß bei der eingangs erwähnten elektronischen Zählschaltung als Starterröhre eine
zusätzliche Kaltkathodengasentladungsröhre mit einer Anode, einer Kathode und einer
Triggerelektrode vorgesehen und so geschaltet ist, daß sie nach Anlegen der Betriebsspannung
an die Schaltung zündet und dadurch gewährleistet, daß alle Zählröhren, auch die
bei Inbetriebnahme der Schaltung etwa zufällig
gezündeteit, gelöscht
werden und daß eine besondere Zählröhre in einen Zustand versetzt wird, in dem diese
als erste nach Empfang von Zählimpulsen gezündet wird.
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Vorteilhaft ist die zusätzliche Röhre so geschaltet, daß sie auch
den laufenden Zähler auf seinen Ausgangszustand zurückstellen kann, und zwar soll
dies dadurch erreicht werden, daß der Triggerelektrode der zusätzlichen Kaltkathodengasentladungsröble
ein positiver Impuls zugeleitet wird, womit die Starterröhre auch als Korrekturanordhung
arbeitet.
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Die Kathode der zusätzlichen Röhre ist unmittelbar mit der Kathode
einer der Zählröhren verbunden, und ihre Anode wird durch den gemeinsamen Reihenwiderstand
aller Röhren gespeist. Die Triggerelektrode der zusätzlichen Röhre ist vorzugsweise
mit einem Zwischenpunkt eines über die Betriebsspannungsquelle des Zählers gelegten
Spannungsteilers verbunden.
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Um die Erfindung verständlicher zu machen, wird sie nun an Hand der
Zeichnung erläutert, in der ein Schaltdiagranun einer elektronischen Zählschaltung
nach der Erfindung dargestellt ist.
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Nach dem Ausführungsbeispiel besteht die Grundschaltung aus zwei Gasentladungsröhren
Vl, V2 mit Kaltkathode zur Bildung eines einfachen dyadischen Zählers. Obgleich
ein dyadischer Zähler aus Vereinfachungsgründen gezeigt worden ist, ist es verständlich,
daß der Z7ählerring gewünschtenfalls mehr Röhren enthalten kann. Die Röhrenanoden
sind an die positive Klemme +H.T und die Kathoden an die negative Klemme -H.T einer
Hochspannungsquelle angeschlossen. Wenn angenommen wird, daß die Spannung über den
Röhren nicht ausreicht, um sie leitend zu machen, dann wird kein Strom fließen,
bis eine positive Spannung einer der Triggerelektroden zugeführt wird. Wenn ein
positiver Impuls ausreichender Amplitude der Triggerelektrode der Röhre V, zugeführt
wird, dann wird diese Röhre zünden, und der Strom wird zwischen der Kathode und
der Anode fließen, so daß sich der Kondensator Ci aufzuladen beginnt. Der Spannungsabfall
über die Röhre V, ist angenähert konstant, und dies bedeutet, daß im Augenblick
der Zündung die Spannung an der Anode dieser Röhre von einem Hochspannungspotential
auf diesen Wert absinken wird, und zwar infolge des vorhandenen Reihenwiderstandes
RJ, und diese Spannung ist tief genug, um alle anderen Röhren, z. B. die Röhre V"
zu löschen, die leitend waren und nun eine positive Spannung an der Kathode aufweisen,
und zwar infolge der Aufladung der geeigneten Kathodenkapazität (C, im vorliegenden
Fall). Die von neuem leitende Röhre V, wird C, aufladen, bis eine feste Spannung
erreicht ist, und zwar mit einer Hochspannungsteilung über den Belastungswiderstand
Rp die Röhre und den Kathodenwiderstand R2. Die Triggerelektrode der Röhre V., ist
über einen Widerstand R, mit der Kathode der Röhre Vi verbunden, und die Zufuhr
eines kleinen positiven Impulses an dieser Triggerelektrode nach voller Aufladung
von Ci wird nun ausreichend sein, um die Röhre V2 zu zilnden, die in gleicher Weise
arbeitet, um die Röhre V, zu löschen und C2 aufzuladen. Sobald
C2 aUfgeladen ist, erfolgt die nächste Triggerung in der Schaltung, in diesem
Fall die der Röhre V" so daß diese Röhre bereit ist, durch einen geeigneten Impuls
zu zünden. EinWiderstandR.2' liegt parallelzumKondensatorC., und die Triggerelektrode
der Röhre V, ist mit der Kathode der Röhre V, über einen Widerstand R"' verbunden.
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Es wird angenommen, daß die Röhren einen Spannungsabfall von der Anode
zur Kathode von etwa 100 Volt besitzen und daß eine Anodenspannung von etwa
300 Volt eine Röhre ohne Triggem zündet, daß aber bei einer tieferen Spannung
an der Anode, z. B. von 200 Volt, ein überschüssiger Impuls von 130 Volt
an der Triggerelektrode eine Zündung verursacht. Der Kathodenkreis der Röhren ist
so ausgelegt, daß er bei 100 Volt stabilisiert, was das folgende Triggern
auf diese Spannung anhebt und nur einen überschüssigen Impuls von 30 Volt
zum Zünden der Röhre erfordert. Ein Impuls von etwa 90 Volt kann tatsächlich
benutzt werden. Der kleine Widerstand R4, R4/ in Reihe mit der Anode der Röhren
Vi und V, wird verwendet, um ein tatsächliches Zünden zu gewährleisten, da
mit der üblichen positiven Hochspannungsleitung von 200 Volt ein Zünden nicht ganz
zuverlässig sein kann. Durch Einfügen dieser Reihenwiderstände kann die positive
Leitungshochspannung in der Spannung etwas höher sein, so daß an der Anode eine
höhere Spannung liegt, wenn die Röhre nicht leitet, die aber auf 200 Volt abfällt
sobald die Röhre zündet, und zwar infolge des Spannungsabfalls über diesen Widerstand.
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Für ein wirkungsvolles und zuverlässiges Zünden der Röhren beim Zählen
ist es erwünscht, durchweg möglichst gleichmäßige Kathodenspannungen zu haben, und
diese Spannung hängt in erheblichem Maße von den einzehlen Widerstandstoleranzen
und Röhrenmerkmalen ab. Eine Verbesserung ist möglich durch Erhöhen des Wertes von
RJ, der Änderungen in den einzelnen Kreisen weniger -wirksam macht, jedoch ist es
dann erforderlich, die Hochspannung proportional zu erhöhen. Zusätzlich erscheint
nach dem Anschalten und wenn noch keine Röhre leitet, so daß kein Spannungsabfall
über Ri vorhanden ist, diese erhöhte Spannung an jeder Röhrenanode und kann verursachen,
daß einige Röhren zünden, was die Zählanordnung stört, wie schon beschrieben wurde.
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Nach der Erfindung ist eine zusätzliche Röhre bzw. Starterröhre V,
vorgesehen, die beim Anschalten automatisch arbeitet, uni zu gewährleisten, daß
nur ein Ausgang an der Kathode der Null-Röhre V, vorhanden ist und daß alle anderen
Röhren nicht leiten, selbst wenn eine genügende Hochspannung verwendet wird, um
das genaue Zählen zu gewährleisten, Die, Röhre V, arbeitet auch als Korrekturkreis,
und die Zufuhr eines positiven Impulses zu ihrer Triggerelektrode verursacht, daß
alle Zählröhren gelöscht werden, und liefert dann die Ausgangsspannung an
der Kathode der Null-Röhre Vi* Die Kathode der Starterröhre V., ist direkt mit der
Kathode der Röhre V, verbunäen, während die Triggerelektrode an einem Spannungsteiler
R., R6 der Hochspannungsleitung angeschlossen ist. Nach Anschalten zündet die Röhre
V, wegen der Spannung an der Triggerelektrode, z. B. 175 Volt, wobei sich
die Kathode auf negativem Potential befindet. Dies verursacht einen Hochspannungsleitungsabfall
auf etwa 100 Volt, die ausreichen, um eine Röhre zu löschen, die zufällig
gezündet hat. Der Kathodenkondensator Ci lädt sich dann langsam auf, bis er
100 Volt erreicht hat, während sich die Triggerelektrode nun auf der halben
Spannung der gemeinsamen positiven Hochspannungsleitung befindet, d. h.
auf
100 Volt. Die Kathode der Starterröhre ist, wie schon bemerkt, direkt mit
der Kathode der Null-Röhre verbunden, und da die Ausgänge von den Röhrenkathoden
abgenommen werden, ist sie verständlicherweise der Null-Röhre V, selbst äquivalent,
soweit weitere zugehörige Schaltteile beteiligt sind. Wenn nun Zählimpulse zugeführt
werden, arbeitet der Zähler, wie oben erläutert. Mit dem ersten Impuls wird die
Triggerelektrode der Röhre V., die sich auf einer Spannung von 100 Volt befindet,
auf 190 Volt ansteigen, so daß die Röhre V, zündet, was die Starterröhre
löscht, und eventuelldieTriggerelektrode der Röhre V, auf 100 Volt erhöht.
Wenn es erforderlich ist, die Schaltung zu korrigieren, wird ein Impuls über den
Korrekturanschluß zur Triggerelektrode der Starterröhre V, zugeführt, die sich auf
eine Spannung von 100 Volt befindet, so daß diese Röhre zündet, um alle anderen
Röhren zu löschen und eine Ausgangsspannung von 100 Volt an der Kathode der
Null-Röhre V, zu erzeugen.