DE1172160B - Elektronische Schaltanordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 08 c

Deutsche Kl.: 74 b-11

Nummer: 1172 160

Aktenzeichen: U 6636 IX d / 74 b

Anmeldetag: 10. November 1959

Auslegetag: 11. Juni 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltanordnung mit einer Reihe von Signaleingängen, einem einzigen Signalausgangspaar, einer gemeinsamen Leitung, die an den einen Anschluß eines jeden Signaleingangs geführt ist und mit dem Signalausgang verbunden ist, sowie mit einer Anzahl von Steuerleitungen, die ebenfalls mit dem Anschluß eines jeden Signaleingangs in Verbindung stehen und mit dem Signalausgang verbunden sind.

Wenn es auch elektrische Schaltkreise in mannigfacher Form gibt, so hat es sich doch gezeigt, daß Bedarf nach einem zuverlässig arbeitenden Schaltkreis vorhanden ist, der mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, z. B. Tausende von Schaltungen in der Sekunde ausführt. Ein derartiger Schaltkreis kann für Temperaturmessungen an einer großen Anzahl von Thermoelementen in einem Kernreaktor verwendet werden. Mit hoher Geschwindigkeit kann eine Information leicht Rechenwerk-Speichereinrichtungen oder Kathodenstrahlröhren zur visuellen Darstellung zugeleitet werden.

Die Verwendung von Mehrelektrodenrohren ist bereits bekannt. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich jedoch von der bekannten Schaltanordnung durch die Verwendung von Dioden. Bei der vorbekannten Schaltanordnung wird ein Mehrelektrodenrohr zum Abgeben eines Stroms in Relaisspulen in Aufeinanderfolge verwandt, wodurch die Kontakte in Aufeinanderfolge betätigt werden. Bei vielen Anwendungsformen von Schaltanordnungen ist es notwendig, elektrische Kontakte zu vermeiden, da diese Fehler verursachen; darüber hinaus sind Relais, die durch den Durchtritt eines Stroms durch eine Spule oder einen Topfmagneten betätigt werden, nicht für Hochgeschwindigkeits-Umschaltungen geeignet. Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Schaltanordnung, welche keine sich bewegende Kontakte oder irgendwelche sich bewegenden Teile hat und sich besonders gut zum Hochgeschwindigkeits-Umschalten eignet.

Diese Vorteile werden dadurch erzielt, daß Dioden verwendet werden, welche — je nach dem Potentialunterschied an ihnen — entweder leitend oder nichtleitend sind, und daß ein an sich bekanntes Mehrelektrodenrohr auf solche Weise verwandt wird, daß die Dioden durch Erhöhen des Potentials an der einen Seite der Diode in Aufeinanderfolge leitend gemacht werden.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht in der Verwendung eines zweiten Mehrelektrodenrohres in solcher Weise, daß das Potential an der anderen Seite der Dioden in Aufeinanderfolge abgesenkt wird, wo-Elektronische Schaltanordnung

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority,
London

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,

Siegen, Oranienstr. 14

Als Erfinder benannt:

John Keith Beadsmoore, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 13. November 1958 (36 463)

durch es ermöglicht wird, das Erfindungsprinzip auf eine Mehrzahl von Signaleingangspunkten, die als Matrix angeordnet sind, anzuwenden.

Die erfindungsgemäße Schaltanordnung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß je eine Diode zwischen den Anschlüssen eines jeden Signaleingangs und seiner zugehörigen Steuerleitung vorgesehen ist und in bekannter Weise eine Einrichtung vorgesehen ist, die alle Dioden in Aufeinanderfolge leitend macht, und ein Mehrelektrodenrohr aufweist, dessen Kathoden je mit der einen Steuerleitung so verbunden sind, daß sich in ebenfalls bekannter Weise das Potential der Steuerleitungen in Aufeinanderfolge bzw. nacheinander ändert.

In Fig. 1 weist ein Mehrelektroden-Zählrohr 1 eine Anode 2, einen Anoden-Belastungswiderstand 3, Steuerelektroden 4, 5 und Kathoden 6 a, 6 b, 6 c usw.

auf. Jede Kathode hat einen Belastungswiderstand 7, der aus zwei unveränderlichen Belastungswiderständen la und einem einstellbarem Widerstand 7b besteht, wodurch sich je ein Abgriffspunkt 8 ergibt.

Die Widerstände 7 sind gemeinsam an einen Ausgangsanschluß 9 geschlossen, der an Erde liegt. Von jedem Abgriffspunkt 8 führt eine Verbindung nach einer Diode 10 und von dort nach dem einen Anschluß 11, der den einen Anschluß der Zweipolanschlüsse eines Paars von Signaleingangsanschlußstellen bildet, während der andere der Anschluß 12 ist. Alle Anschlüsse 12 sind gemeinsam an einen zweiten Ausgangspunkt 13 angeschlossen. An die

409 599/207

Ausgangspunkte 9 und 13 ist eine Normal- bzw. Standard-Batteriezelle 14 mit zu den Dioden entgegengesetzter Polarität und ein Impulsverstärker 15 angeschlossen. Zur Veranschaulichung sind Thermoelemente 16 an den Zweipolanschlüssen 11 und 12 dargestellt.

Beim Betrieb der Schaltung werden zunächst die Abgriffspunkte 8 eingestellt oder eingeregelt. Um dies auszuführen, werden die Thermoelemente kurzgeschlossen, und das Rohr 1 wird langsam durch Beaufschlagen der Elektroden 4 und 5 mit von Hand gesteuerten Spannungsimpulsen betrieben. Wenn Strom durch das Rohr über die Kathoden 6a, 6 b, 6 c usw. fließt, so werden die Abgriffspunkte so verschoben, daß sie die Signalspannung Null am Verstärker 15 ergeben, d. h., die Abgriffsspannuiigen. werden gleich der Spannung der Batteriezelle 14 gemacht. Die Kurzschlußüberbrückungen werden dann von den Thermoelementen entfernt, und das Rohr wird durch Anwendung elektronisch gesteuerter Spannungsimpulse an den Elektroden 4 und 5 in Betrieb genommen. Wenn der Strom beispielsweise zur Kathode 6 a fließt, so steigt die Spannung an dieser Kathode zusammen mit der Spannung an dem zugeordneten Abgriffspunkt 8 über das Erdpotential an. Die zugeordnete Diode 10 leitet, und die Spannung am Abgriffspunkt addiert sich zu der Spannung, die von den Thermoelementen 16 zum Ausgangskontakt

13 geliefert wird. Diese Spannung erscheint ebenfalls an der negativen Seite der übrigen Dioden 10 und gewährleistet, daß sie nicht infolge unbeabsichtigter Vorgänge leiten können, die beispielsweise an ihren zugeordneten Kathoden auftreten. Die Batteriezelle

14 trägt außerdem dazu bei, daß keine Diode bei Fehlen eines Stromflusses durch das Rohr nach der zugeordneten Kathode hin leitet. Wenn daher das Rohr schaltet, erhält der Verstärker 15 nacheinander die Spannungen an den Punkten 11 und 12.

Schaltanordnungen gemäß der Erfindung können mit einer Anzahl von Signaleingangsanschlüssen versehen werden, welche größer als die Anzahl der Kathoden ist, die bei einem einzigen Rohr vorhanden sind.

F i g. 2 ähnelt im Prinzip der F i g. 1 (und infolgedessen sind gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Teile verwendet worden). F i g. 2 zeigt ein zusätzliches Mehrelektrodenzählrohr 21 mit Anode 22, Belastungswiderstand 23, Steuerelektroden 24 und 25 und Kathoden 26 a, 26 b usw. Diese Kathoden sind über ihre eigenen Belastungswiderstände 27 an eine gemeinsame Leitung 28 mit dem Anschluß 13 angeschlossen. Die Kathoden liegen außerdem über Gasentladungsröhren 30 und Widerständen 31 an der negativ stabilisierten Leitung 29. Abgriffspunkte 32 befinden sich an den Widerständen 31, und jeder Punkt führt zu einer Kopplungsleitung 33, die den in Fig. 2 waagerecht nebeneinander angeordneten Thermoelementen 16 gemeinsam ist. Die Abgriffspunkte 8 sind je mit Steuerleitungen 34 verbunden, die den in F i g. 2 senkrecht untereinander angeordneten Thermoelementen 16 gemeinsam sind, wobei eine Diode 10 zwischen jedem Thermoelement 16 und seiner zugeordneten Steuerleitung 34 liegt.

Die Steuerelektroden der Rohre 1 und 21 werden von einem Oszillator 35 über Leitungen 36 bzw. 37 gespeist. Die Leitung 37 weist einen Impulsformkreis 40 auf. Ein von der letzten Kathode des Rohrs 1 abgeleiteter Impuls führt entlang einer Verbindung 41 und öffnet das Tor 39, wodurch die Steuerelektroden des Rohrs 21 erregt werden und veranlaßt wird, daß die Entladung in diesem Rohr auf die nächste Kathode übergeht.

Beim Betrieb der Schaltanordnung nach Fig. 2 werden die Steuerleitungen 34 normalerweise auf einem negativen Potential in bezug auf die Kopplungsleitungen 33 gehalten, mit der Folge, daß die Dioden 10 nicht leitend sind. Wenn das Rohr 1

ίο zyklisch angetrieben bzw. betrieben wird, wird das Potential jeder Steuerleitung 34 in Aufeinanderfolge, wie in bezug auf den in F i g. 1 gezeigten Stromkreis beschrieben, erhöht. Trotzdem leiten alle Dioden 10, die mit einer Steuerleitung 34 verbunden sind, deren Potential gehoben worden ist, infolge des normalen Potentials, auf dem die Kopplungsleitungen 33 gehalten werden, nicht.

Das Rohr 21 wird gleichzeitig mit dem Rohr 1 betrieben, und mittels des Rohrs 21 wird das Potential von jeder Kopplungsleitung 33 in Aufeinanderfolge erniedrigt. Als Folge davon leitet diejenige Diode 10, welche bei der Überschneidung einer Steuerleitung 34 liegt, deren Potential verstärkt worden ist, und einer Kopplungsleitung 33, deren Potential erniedrigt worden ist. Mittels des Tors 39 und der Verbindung 41 wird es so eingerichtet, daß das Rohr 1 auf jede ihrer zehn Kathoden zündet, während das Rohr 21 auf die eine seiner Kathoden zündet, und daß dieses Verfahren für jede der zehn Kathoden des Rohrs 21 wiederholt wird. Demzufolge wird jede der Dioden in den Leitzustand versetzt.

Das Rohr 21 vermindert das Potential der Kopplungsleitung 33 wie folgt: Jede Kopplungsleitung 33 wird auf einem Potential gehalten, welches gegenüber den Steuerleitungen 34 mittels der Batteriezelle

14 positiv gehalten ist. Der Potentialabfall an jeder gasgefüllten Diode 30 reicht jedoch nicht aus, um sie leitend zu machen. Wenn das Rohr 21 an einer seiner Kathoden, z. B. 26a, zündet, dann erhöht es augenblicklich das Potential des zugeordneten Abgriffspunktes 32 und macht somit die zugehörige gasgefüllte Diode 30 leitend. Sobald diese gasgefüllte Diode 30 leitet, fällt das Potential des Abgriffspunktes 32 bis nahezu auf das negative Potential ab, bei welchem die Leitung 39 stabilisiert ist, mit einem darauffolgenden Abfallen des Potentials seiner zugeordneten Kopplungsleitung 33.

Wenn die Entladung in den Rohren 1 und 21 nach den Kathoden 6 a und 26 a hin erfolgt, dann wird die Diode 10 leitend gemacht, und es entsteht an den Anschlüssen 9, 13 eine Spannung, welche die Summe der Spannung am Abgriffspunkt 8, welcher der Kathode 6 a zugeordnet ist, der Spannung am zugehörigen Thermoelement 16 und der Spannung an der Leitung 28 relativ zum Abgriffspunkt 32, der der Kathode 26a zugehört, ist. Der Impulsverstärker 15 »sieht« diese Spannungssumme minus der Spannung der Doppel-Standardbatterie 14. Beim Einstellen werden die Abgriffspunkte 8 und 32 auf ein Potential gebracht, das gleich dem der einen Zelle der Doppel-Standardbatteriezelle 14 ist, und daher »sieht« der Verstärker 15 tatsächlich bzw. effektiv die Thermoelement-Spannung. Die Entladung im Rohr 1 erfolgt nun zur Kathode 6 b, und die Spannung des nächsten Thermoelementes erscheint am Verstärker

15 usw., bis an die hundert Thermoelemente ihre Spannung an den Verstärker 15 geleitet haben.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronische Schaltanordnung mit einer Reihe von Signaleingängen, einem einzigen Signalausgangspaar, einer gemeinsamen Leitung, die an den einen Anschluß eines jeden Signaleingangs geführt ist und mit dem Signalausgang verbunden ist, sowie mit einer Anzahl von Steuerleitungen, die ebenfalls mit dem Anschluß eines jeden Signaleingangs in Verbindung stehen und mit dem Signalausgang verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Diode (10) zwischen den Anschlüssen (11) eines jeden Signaleingangs und seiner zugehörigen Steuerleitung (7, 8) vorgesehen ist und in bekannter Weise eine Einrichtung vorgesehen ist, die alle Dioden in Aufeinanderfolge leitend macht und ein Mehrelektrodenrohr (1) aufweist, dessen Kathoden (6 a bis 6d) je mit der einen Steuerleitung so verbunden sind, daß sich in ebenfalls bekannter Weise das Potential der Steuerleitungen in Aufeinanderfolge ändert.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Belastungswiderstand (7 a, 7 b, 7 c) zwischen jede Kathode des Mehrelektrodenrohrs (1) und den zweiten Ausgangspunkt (9) geschaltet ist und ein regelbarer Abgriffspunkt (8) an jedem Belastungswiderstand (7 a, 7 b, 7 c) mit jeder Diode (10) verbunden ist.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Normalbatteriezelle (14) in Reihe mit den Dioden (10) aber mit entgegengesetzter Polarität, geschaltet ist, um das den Steuerleitungen durch das Mehrelektrodenrohr (1) zugeführte Potential auszugleichen.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Reihen von Signaleingängen und durch ein zweites Mehrelektrodenrohr (21), das so angeordnet ist, daß es einer gemeinsamen Leitung jeder Reihe in Aufeinanderfolge ein negatives Potential anlegt, wobei die ersten und zweiten Mehrelektrodenrohre (21) so geschaltet sind, daß alle Dioden in der Schaltanordnung in Aufeinanderfolge leitend sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 022 128;
österreichische Patentschrift Nr. 175 933.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 599/207 6.64 © Bundesdruckerei Berlin