-
Elektronischer Schalter mit Trioden als Verstärkerelemente Elektronische
Schalter werden verwendet, wenn man elektronisch ein Signal abschalten oder von
einem Signal auf ein anderes umschalten will. Derartige Schalter werden z. B. bei
Elektronenstrahloszillographen zur quasi gleichzeitigen Darstellung mehrerer Vorgänge
auf einer Einstrahl-Elektronenstrahlröhre verwendet. Diese Darstellung wird bei
einfachen elektronischen Schaltern durch übersprechen sowohl der Signal- als auch
der Schaltspannung beeinflußt. Ein übersprechen des Eingangssignals auf den Ausgang
bewirkt, daß auch dann ein Teil des Eingangssignals im Ausgang auftritt, wenn der
Schalter gesperrt ist. Ein übersprechen der Schaltspannung bewirkt eine Verzerrung
des Ausgangssignals und eine Verlängerung der Schaltzeiten. Um diese Nachteile zu
vermeiden, müssen sowohl Signal- als auch Schaltspannungen möglichst gut vom Ausgang
des elektronischen Schalters entkoppelt sein. Es ist ferner erwünscht, daß die Ausgangsspannung
nicht von der Kurvenfonn der Schaltspannung beeinflußt wird.
-
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen die obengenannten
Nachteile vermeidenden elektronischen Schalter zu schaffen, wobei sämtliche Verstärkerelemente
als Trioden ausgebildet sind. Die Verwendung von Trioden hat den Vorteil, daß man
Doppelröhren symmetrisch anordnen kann, um Drifterscheinungen zu vermeiden.
-
Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf einen elektronischen Schalter
mit Trioden als Verstärkerelemente. Die Erfindung besteht darin, daß das Eingangssignal
einer Elektronenröhre in Kathodenbasisschaltung zugeführt ist, deren Anode mit den
Kathoden zweier in Gitterbasis- und in Anodenbasisschaltung betriebenen Elektronenröhren
verbunden ist, und daß das Schaltsignal die Elektronenröhre in Anodenbasisschaltung
ansteuert und das Ausgangssignal an der Anode der Elektronenröhre in Gitterbasisschaltung
abgenommen ist. Einer weiteren Ausbildung entsprechend ist der aus Kathoden-, Gitter-
und Anodenbasisstufe bestehenden Anordnung mindestens eine weitere, gleich ausgebildete
Anordnung im Ausgang parallel geschaltet, wobei den Steuerelektroden der Elektronenröhren
in Anodenbasisschaltung Schaltspannungen entgegengesetzter Polarität zugeführt sind.
Einer weiteren Ausbildung entsprechend sind bei diesen Anordnungen die Röhren in
Kathodenbasisschaltung mit einem gemeinsamen Kathodenwiderstand ausgerüstet, so
daß die beiden Röhren in Anodenbasisschaltung als Differenzverstärker wirken, und
die beiden Röhren in Anodenbasisschaltung sind von einer einzigen Schaltspannung
gesteuert. Einer weiteren Ausbildung entsprechend sind mindestens zwei aus Differenzverstärker
und Gitter- und Anodenbasisstufen bestehende Anordnungen vorgesehen, die in ihren
Ausgängen parallel geschaltet sind, wobei die paarweise zusammengefaßten Röhren
in Anodenbasisschaltung von Schaltspannungen entgegengesetzter Polarität gesteuert
werden. Zweckmäßig ist die Kathode der in Anodenbasisschaltung betriebenen Schaltröhre(n)
über Widerstände mit den Anoden der zugehörigen Röhren in Kathodenbasisschaltung
verbunden.
-
Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Elemente tragen in den Figuren gleiche
Bezugszeichen.
-
Die F i g. 1 zeigt einen elektronischen Schalter, der aus den
Röhren 1, 2, 3 besteht. Die Röhre 1 arbeitet in Kathodenbasisschaltung,
die Röhre 2 in Gitterbasisschaltung und die Röhre 3 in Anodenbasisschaltung.
Das Steuergitter der Röhre 2 erhält eine geeignete feste Gitterspannung. Dem Steuergitter
der Röhre 1. ist die Signalspannung über den Eingang E
und dem Steuergitter
der Röhre 3 die Schaltspannung über den Eingang S zugeführt. Der Ausgang
A ist von der Anode der Röhre 2 abgenommen, deren Anodenwiderstand mit 4
bezeichnet ist. Die Reihenschaltung der Röhren 1, 2 gibt eine sehr gute Entkoppelung
zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A. Die Röhre 3 in Anodenbasisschaltung
bewirkt in Verbindung mit der Röhre 2 in Gitterbasisschaltung, daß die Ausgangsspannung
unabhängig von der Form der am Eingang S wirkenden Schaltspannung ist, wenn
deren Amplitude genügend groß ist. Im einen Grenzzustand der Schaltspannung ist
die Röhre 2, im anderen die Röhre 3 stromlos. Die Röhre 3 übernimmt
den Strom von Röhre 2, wenn das Steuergitter der Röhre 3 durch die Schaltspannung
positiver als das Steuergitter der Röhre 2 ist.
Das Ausgangssignal
wird unterbrochen, wenn die Röhre 2 stromlos ist. Die Kurvenform der Schaltspannung
hat also keinen Einfluß auf die Ausgangsspannung. Meßspannung und Schaltspannung
sind über die Röhre2 in Gitterbasisschaltung zum Ausgang hin entkoppelt. Durch die
Wirkung der Strom-Übernahme der Röhre 3 in Anodenbasisschaltung werden bezüglich
der Ausgangsspannung am AusgangA keine großen Anforderungen an die Form der Schaltspannungen
gestellt.
-
Die F i g. 2 zeigt einen elektronischen Schalter, der aus zwei
gleichen Anordnungen nach der F i g. 1 besteht. Der Anordnung 1, 2,
3 ist die Anordnung l',
2', 3' im Ausgang parallel geschaltet.
Beide Anordnungen haben einen gemeinsamen Außenwiderstand 4. Den Steuergittern der
Schaltröhren 3, 3'
werden über die Eingänge S, S' in ihrer Polarität
unterschiedliche Schaltspannungen zugeführt. Entsprechend wird einmal das an den
Eingang Ei angelegte Signal auf den Ausgang A durchgeschaltet, das
andere Mal das an den Eingang Ei angelegte Signal.
-
Die F i g. 3 zeigt eine Abwandlung des elektronischen Schalters
nach der F i g. 2. Die Röhren 1, l'
besitzen einen gemeinsamen Kathodenwiderstand
5,
so daß die Röhren 1, l' als Differenzverstärker arbeiten. Die Steuergitter
der Schaltröhren 3, 3' sind miteinander verbunden und werden über den Eingang
S
durch eine einzige Schaltspannung gesteuert. Jede Röhre 2, 2# hat einen
Außenwiderstand 4, 4' mit den Ausgängen A, A'.
-
In der F i g. 4 sind zwei Anordnungen nach der F i
g. 3 verwendet, die in ihren Ausgängen parallel geschaltet sind. Der Kanal
1 besteht aus den Röhren 1,
l', 2, 2, 3, Y, wobei die
Steuergitter der Schaltröhren 3, 3' wieder miteinander verbunden sind. Der
Kanal 11 besteht aus den Röhren 10, lO', 20, 20', 30,
30'.
Auch hier sind die Steuergitter der Schaltröhren 30, 30' miteinander verbunden.
An den Steuergittern der Röhren 3, 3' und 30, 30' wirken über die
Eingänge S, S' zur gleichen Zeit Schaltspannungen unterschiedlicher
Polarität, wie angedeutet ist. Die Anoden der Röhren 2, 20 und 2', 20' sind parallel
geschaltet und an die Außenwiderstände 4, 4' geführt. Liegt beispielsweise an den
Steuergittern der Schaltröhren 3, 3' ein positives Schaltsignal, so wird
der Kanal 1 gesperrt, und die an den Eingängen E, E' des Kanals
1 wirkenden Signale werden nicht auf die Ausgänge A, A' durchgeschaltet.
Zu diesem Zeitpunkt wirkt an den Steuergittern der Schaltröhren 30,
30'
eine negative Schaltspannung. Damit ist der Kanal 11 geöffnet, und die Signalspannungen
an den Eingängen EI" E" werden auf die Ausgänge A, A'
durchgeschaltet.
-
Die F i g. 5 zeigt eine im Prinzip nach der An ordnung gemäß
F i g. 4 arbeitende Ausbildung, jedoch mit verringertem Aufwand. An Stelle
von vier Schaltröhren 3, Y, 30, 30' werden nur noch zwei Schaltröhren
3, 30 benötigt, deren Kathoden über Widerstände 6, 6' und
60, 60' mit den Anoden der zugehörigen Röhren 1, 1' und
10, 10' verbunden sind. An den Steuergittern der Röhren 3, 30 wirken
wieder unterschiedliche Schaltspannungen, die mit gleicher Phasenlage die Reihenschaltungen
der Röhren 1, 2 bzw. l', Z und 10, 20 bzw. lO', 20' ansteuern.
-
Die Anordnung nach der F i g. 1 wirkt als Schalter, die Anordnung
nach der F i g. 2 als Umschalter. Die Anordnung nach der F i g. 3
wirkt gleichfalls als Schalter und die Anordnungen nach den F i g. 4 und
5 wieder als Umschalter.
-
An Stelle der Elektronenröhren können in entsprechender Schaltung
auch Transistoren oder auch eine Kombination von Elektronenröhren und Transistoren
verwendet werden.