DE1173936B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung linearer saegezahnfoermiger Ablenkspannungen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Erzeugung linearer saegezahnfoermiger AblenkspannungenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: H 03 k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/02
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
S 80341 VIII a/21 al
10. Juli 1962
16.JuIi 1964
10. Juli 1962
16.JuIi 1964
Die Erfindung bezieht sich auf Ablenkschaltungen, insbesondere auf Verbesserungen von Schaltungen,
die geeignet sind, Sägezahnspannungsanstiege hoher Spannung und großer Linearität und von vorbestimmter
und veränderlicher Zeitdauer und Steigung zu erzeugen. ' -
In bestimmten Anwendungsfällen, die Bildröhren ~
und Kathodenstrahlröhren mit niederer Ablenkempfindlichkeit benutzen, z. B. elektronische Hochgeschwindigkeitskameras
und Oszillographen, werden lineare oder Sägezahnspannungen gebraucht, die Amplituden von mehreren Kilovolt haben. Während
Schaltungen bekannt sind, die Niederspannungsanstiege in der Größenordnung von einigen 100 Volt
erzeugen, können diese Schaltungen jedoch nicht gebraucht werden, um Spannungsanstiege zu erzeugen,
die Amplituden von 3000 oder mehr Volt während einer Zeitdauer in der Größenordnung von 1Ao bis
10 μ8 zu erzeugen. Niederspannungsanstiege, die von
diesen Schaltungen erzeugt werden, können nicht einfach verstärkt werden, ohne einen großen Grad
von Nichtlinearität hereinzubringen.
Demgemäß ist der Gegenstand dieser Erfindung ein vereinfachter Sägezahnspannungsgenerator,
der lineare Ablenkspannungen variabler Steigung in der Größenordung von mehreren Kilovolt erzeugt.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung betrifft eine vereinfachte Schaltung, die Sägezahnspannungen
von vorbestimmter veränderlicher Zeitdauer und Steigung erzeugt.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden die sägezahnförmigen Ablenkspannungen
durch Entladen eines Kondensators erzeugt, der über eine Verstärkerröhre entladen wird, die durch ihrem
Steuergitter zugeführte Auslöseimpulse geöffnet wird. Die Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß das
Schirmgitter der als Hochspannungs-Leistungsverstärkerröhre ausgebildeten Röhre an einem einstellbaren
Potential von einigen hundert Volt, z. B. 800 Volt, liegt und an einem Spannungsgenerator angeschlossen
ist, der eine derartige Spannungscharakteristik aufweist, daß der parallel zur Verstärkerröhre
liegende und auf einige, z. B. 4 kV aufgeladene Hochspannungskondensator mit gleichbleibender
Stromstärke und konstanter Geschwindigkeit durch die Verstärkerröhre entladen wird, wenn diese durch
einen auf ihr Steuergitter gleichzeitig gegebenen, steil ansteigenden positiven Spannungsimpuls konstanter
Amplitude leitend ist.
In der Zeichnung bedeutet
F i g. 1 ein Blockschaltbild eines elektronischen Schaltungsanordnung zur Erzeugung linearer
sägezahnförmiger Ablenkspannungen
sägezahnförmiger Ablenkspannungen
Anmelder:
Space Technology Laboratories, Inc.,
- Los Angeles, Calif. (V. St. A.)
- Los Angeles, Calif. (V. St. A.)
Vertreter:"
Dipl.-Ing. Dr. jur. J.-O. Roeder, Patentanwalt,
Wiesbaden, Schüchterst. 18
Als Erfinder benannt:
George Leslie Clark,
John Joseph Hickey, Hawthorne, Calif.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 21. August 1961 (132 928)
Kamerasystems, in dem die Ablenkschaltung der Erfindung gebraucht wird;
F i g. 2 ist ein schematisches Schaltbild eines linearen Hochspannungsablenkgenerators gemäß
einer Ausführung der Erfindung und
F i g. 3 eine Darstellung charakteristischer Kurven einer Ablenkspannungserzeugerröhre.
Man bezieht sich jetzt auf die Zeichnung, in der gleiche Nummern sich auf gleiche Teile beziehen.
F i g. 1 ist ein Blockschaltbild eines elektronischen Kamerasystems, in dem insbesondere der verbesserte
Sägezahngenerator der Erfindung gebraucht wird. Das elektronische Kamerasystem enthält als wesentlichen
Bestandteil eine Bildwandlerröhre 10, die an erster Stelle als Kurzzeitverschluß arbeitet. Eine
weitere Funktion der Bildwandlerröhre 10 ist es, eine Lichtverstärkung für die extrem kurzen Belichtungszeiten
zu bewirken, die sich aus der Funktion bei der Hochgeschwindigkeitsfotografie ergeben.
Die Bildwandlerröhre 10 besteht im wesentlichen aus einer zylindrischen evakuierten Hülle 12 mit
einer Fotokathode 14 an einem Ende, einem Fluoreszenzschirm 16 an dem anderen Ende, einem Steuergitter
in der Nähe der Fotokathode 14 und einem Paar Ablenkplatten 20 und 22 zwischen Steuergitter
18 und Fluoreszenzschirm 16. Bestimmte andere, für die Funktion wesentliche Einzel- und Bestandteile der
Röhre 10 sind zu Vereinfachung weggelassen, da sie
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gut bekannt sind, ζ. B. enthält die Röhre 10 im allgemeinen zusätzliche Elektroden, z. B. eine Anode
und Fokussierelektroden, und erfordert eine Hochspannungsversorgung. Es muß ausreichen festzustellen,
daß die Röhre eine von der Art sein kann, die von RCA unter der Entwicklungs-Nr. C 73435 A
vertrieben wird. Es darf nicht vergessen werden, daß die Spannungsverhältnisse der einzelnen Elemente
kritisch sind, wenn eine scharfe Fokussierung erwünscht wird. "
Es ist offensichtlich, daß es bei einem Objekt 24 z. B. bei einem Gas, das für eine Zeitdauer von
wenigen Nanosekunden auf eine Temperatur von Millionen Grad erhitzt wird, ein Problem darstellt,
die gewünschten Daten zu erhalten. In der Wirkungsweise der elektronischen Kamera zum Zwecke der
Fotografie sich mit hoher Geschwindigkeit abwikkelnder vorübergehender Erscheinungen wird das
Licht vom Objekt 24 durch eine Linse 26 auf die Fotokathode 14 der Bildwandlerröhre 10 abgebildet.
Das elektronische Bild, das von der Fotokathode 14 ausgesandt wird, ist normalerweise durch eine genügend
hohe Sperrspannung am Steuergitter 18 in bezug auf die Fotokathode 14 verhindert, den Fluoreszenzschirm
16 zu erreichen.
Nach einer Betriebsart des Kamerasystems kann eine schnelle Serie von Aufnahmen oder Belichtungen
der Erscheinung oder des Objekts 24 dadurch gemacht werden, daß eine Serie von Rechtecköffnungsimpulsen
an das Steuergitter 18 gelegt wird. Die Öffnungsspannungsimpulse sind genügend hoch,
in der Größenordnung von 300 Volt, um das Steuergitter 18 zu öffnen und dem Elektronenbild zu
erlauben, zum Fluoreszenzschirm 16 beschleunigt zu werden. Die verschiedenen Bilder oder Belichtungen
können nebeneinander auf dem Fluoreszenzschirm durch Anlegen von Ablenkspannungen an die Ablenkplatten
20 und 22 zwischen und während der sich folgenden Öffnungsimpulse gelegt werden. Die verstärkten
Leuchtbilder, die auf dem Fluoreszenzschirm erscheinen, werden dann durch ein Linsensystem 30
auf den fotografischen Film 28 geworfen. In der Praxis kann der Film 28 Teil einer Kamera des Typs
sein, die die schnelle Entwicklung des belichteten Films 28 erlaubt.
Ein Auslösesignal zur Betätigung der elektronischen Kamera 10 wird in einer Schaltung erzeugt, die
eine Fotozelle 32 enthält und die durch ein Linsensystem 34 von der Erscheinung oder dem Objekt 24,
das aufgenommen werden soll, belichtet wird. Der Beginn des Ereignisses kann sich durch den Beginn
der Lichtemission vom Objekt 24 darstellen. Die Lichtemission wird durch die Zelle 32 aufgenommen,
wo sie in einen elektrischen Impuls verwandelt wird. Der elektrische Impuls wird in einer elektrischen
Verstärkerstufe 36 verstärkt und der verstärkte Impuls wird einer Thyratronauslöseschaltung 38 zugeführt,
wo er weiter verstärkt und dazu benutzt wird, einen Öffnungsimpulsgenerator 40 und einen Ablenkimpulsgenerator
42 anzustoßen, die Öffnungs- und Ablenkimpulse zu erzeugen, die der Bildwandlerröhre
10 zugeführt werden.
Gemäß einer anderen Arbeitsweise kann ein Schmierbild des Ereignisses aufgenommen werden,
indem man eine lineare Ablenkspannung, d. h. eine lineare Sägezahnspannung den Ablenkplatten 20 und
22 zuführt, während das Steuergitter 18 mit einem Öffnungsimpuls beaufschlagt wird. Da die Elektronengeschwindigkeit
in der Kameraröhre 10 sehr hoch sein muß, um eine hohe Bildauflösung des Ereignisses,
das nur eine Zeitdauer von Mikrosekunden oder weniger hat, zu erhalten, ist die Ablenkempfindlichkeit
der Kameraröhre 10 sehr niedrig. Dadurch ist bedingt, daß sehr hohe Ablenkspannungen an den
Ablenkplatten 20 und 22 benötigt werden. Darüber hinaus ist, um reproduzierbare Daten zu erhalten,
eine genau vorbestimmbare lineare Ablenkspannung erforderlich, damit die Veränderung des Ereignisses,
die während getrennter kleiner Zeitabschnitte vor sich geht, genau .bestimmt werden kann.
Die Erfindung bezieht sich nur auf die Ausführung einer Schaltung zur Erzeugung linearer Sägezahnhochspannungsimpulse
gemäß F i g. 2, in der der Ablenkimpulsgenerator 42 aus F i g. 1 dargestellt ist.
Die Schaltung enthält erfindungsgemäß eine Hochspannungsleistungsverstärkerröhre 44, um einen
Hochspannungskondensator 56 mit konstanter Geschwindigkeit zu entladen, um den gewünschten
Spannungsanstieg zu erzeugen. Die Leistungsverstärkerröhre 44, der Einfachheit halber als die Ablenkröhre
bezeichnet, ist normal in nichtleitendem Zustand, weil dem Steuergitter 46 unter Dazwischenschaltung
der Widerstände 48 und 50 eine negative Vorspannung zugeführt wird. Die Kathode 51 ist
geerdet. Ein Beispiel einer geeigneten Kraftverstärkerröhre ist ein Typ 3 D 21, und eine geeignete negative
Vorspannung —150 Volt. Die Anode 52 wird über den Anodenwiderstand 54 an eine Hochspannungsversorgung
von ungefähr 4 kV angeschlossen. Zwischen Anode 52 und Erde ist der Hochspannungskondensator
56 gelegt, der zunächst über den Anodenwiderstand 54 auf die volle Anodenspannung
von 4 kV aufgeladen ist. Das Schirmgitter 58 wird auf einem positiven Potential gehalten, das zwischen
0 und 800 Volt veränderlich sein mag, indem es mit Hilfe des Schirmgitterwiderstandes 60 an einen
Spannungsteiler angeschlossen wird. Der Spannungsteiler enthält einen veränderlichen Widerstand 62,
der sich zwischen zwei festen Widerständen 64 und 66 befindet.
Erfindungsgemäß wird die Ablenkröhre 44 zum Leiten gebracht, um einen konstanten Stromentladungsweg
für den Hochspannungskondensator 56 schaffen. Diese konstante Stromentladung des Kondensators
56 sichert eine konstante zeitlineare Spannungsänderung an dem Kondensator 56 gemäß folgender
Beziehung:
d ev in ,
—.--■ = — -L — konstant,
at C
at C
de
wobei , " das Zeitverhältnis der Anodenspannungsänderung
52 (also auch der Spannung parallel zum Kondensator 56) ist, i„ der Entladungsstrom (also der
Anodenstrom durch Röhre 44) ist und C die Kapazität des Kondensators 56.
Um den Hochspannungskondensator 56 mit einem konstanten Strom zu entladen und dadurch einen
linear abfallenden Ausgangswert oder Spannungsabstieg an Anode 52 zu erhalten, ist es notwendig,
einen konstanten Stromfluß durch die Ablenkröhre 44 aufrechtzuerhalten. Unter der Bedingung einer
konstanten Spannung des Steuergitters 46 und einer konstanten Spannung des Schirmgitters 58 würde
normalerweise die Spannung der Anode 52 mit der
Spannung des Kondensators 56 fallen. Erfindungsgemäß wird die Ablenkröhre durch Zuführung eines
konstanten Spannungsimpulses 68 bzw. eines Spannungssprunges an das Steuergitter 46 zum Leiten
gebracht, der lang genug ist, um die Ablenkröhre 44 für die gewünschte Zeitdauer der Ablenkspannung
geöffnet zu halten. Gleichzeitig wird das Schirmgitter 58 mit einer Spannung beaufschlagt, die einen konstanten
Anodenstrom aufrechterhält, wenn die Span-
von 800 Volt gelegt, und die erste Anode 96 wird über einen anderen Widerstand 98 an dieselbe
Anodenspannung gelegt. Eine Energiespeichervorrichtung, die einen Kondensator 100, einen Wider-5
stand 102 enthält, ist zwischen der ersten Anode 96 und Masse mit Hilfe eines Schalters 103 angeschlossen.
Alternativ kann der Schalter 103 in eine andere Richtung gelegt werden, um die erste Anode 96 an
ein Verzögerungsglied 105 zu legen. Durch den
nung der Anode 52 fällt, um den gewünschten Span- io Kondensator 100 und den Widerstand 102 in der
nungsabstieg 72 am Ausgang zu erzeugen. Schaltung wird eine Stufenspannung 68 erzeugt und
Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Ab- mit dem Verzögerungsglied 105 im Kreis wird ein
lenkröhre 44 nicht als Verstärker dient. Vielmehr ist Rechteckimpuls erzeugt, dessen Zeitdauer durch die
ihre Funktion die eines veränderlichen Widerstandes, Charakteristik des Verzögerungsgliedes 10 bestimmt
dessen zeitliche Veränderung im voraus bestimmt ist, 15 wird,
um einen Strom in gewünschter Weise zu regeln. Während des nichtleitenden Zustandes der Ablenk-
Die erforderliche Eingangsspannung 70, die an das treiberröhre 74 ist der Kondensator 100 auf die
Schirmgitter 58 angelegt wird, um den normalen volle Anodenspannung von 800VoIt aufgeladen.
Stromabfall zu kompensieren, der entsteht, wenn die Wenn das Steuergitter 84 den Auslöseimpuls emp-
Spannung der Anode 52 sinkt, wird durch die Gestalt 20 fängt, der z. B. 150 Volt oder mehr in positiver Rich-
der charakteristischen Röhrenkennlinien bestimmt. tung betragen mag, wird das Steuergitter 84 schnell
Wir beziehen uns jetzt auf Fig. 3, die die Stromcharakteristik einer 3 D 21-Kraftverstärkerröhre bei
veränderlicher Schirmgitterspannung eg2 und einer
veränderlicher Schirmgitterspannung eg2 und einer
auf Kathodenpotential angehoben. Elektronen, die von der Kathode 90 ausgesandt werden, sind dem
vollen hohen Potential der ersten Anode 96 aus-
Steuergitterspannung egl von Null für verschiedene 25 gesetzt und werden schnell auf die Ionisations-Anodenströme
ip darstellt. Die Kurven konstanten geschwindigkeit der Gasmoleküle in Röhre 74 geStromes
erscheinen als nahezu gerade Linien für bracht. Die Röhre 74 schaltet schnell in den leitendiese
Röhre innerhalb eines weiten Bereiches der den Zustand um, wodurch der Kondensator 100
Anodenspannung ep. Das bedeutet, daß die Schirm- durch die Schaltung, die die Röhre 74, den Kathodengitterspannung
eine Vorspannungsfunktion der An- 30 lastwiderstand 88 und den Widerstand 102 enthält,
odenspannung ist. Da der Verlauf der Anodenspan- entladen wird. Der Fluß des Entladungsstroms durch
nung in linearer Abhängigkeit von der Zeit ge- den Kathodenwiderstand 88 erzeugt einen scharfen
wünscht wird, folgt deshalb daraus, daß der Spannungsanstieg an letzterem. Während die Wider-Schirmgitterspannungsverlauf
gleichfalls eine lineare stände 88 und 102 so gewählt sind, daß der Katho-Funktion
der Zeit sein muß. Demgemäß kann ein 35 denlastwiderstand 88 normalerweise 200 Volt von den
Schirmgitterspannungsanstieg mit einer geeigneten 800 Volt erhält, die am Kondensator 100 anliegen, ist
Steigung, die den konstanten Stromkurven entspricht die Spannung der Kathode 90 durch die Begren-
und von einer geeigneten Schirmgitterspannung aus- zungsdiode 104, die an der Kathode 90 über dem
geht, benutzt werden, um den Röhrenstrom über Kopplungskondensator 106 angeschlossen ist, auf
einen weiten Bereich der Anodenspannung konstant 40 150 Volt begrenzt. Die Begrenzerdiode 104 ist über
zu halten. den Widerstand 50 150 Volt negativ vorgespannt.
Erfindungsgemäß werden zwei getrennte, aber
gleichzeitig geregelte Schaltungen gebraucht, um die
notwendigen Kurvenformen, die dem Steuergitter 46
und dem Schirmgitter 58 der Ablenkröhre zugeführt 45
werden, zu erzeugen. Die erste Schaltung, die gebraucht wird, um entweder einen positiven Rechteckimpuls oder eine Stufenspannung 68 zu erzeugen, um
die Ablenkröhre 44 leitend zu machen, ist um ein
erstes Thyratron 74 aufgebaut, das hier weiterhin 5° Erde verbunden. Die zweite Anode 116 wird dadurch Ablenktreiberröhre 74 genannt werden soll. Der auf einem hohen Potential gehalten, daß der Anodenzweite Kreis, der gebraucht wird, um eine Sägezahnspannung niederer Spannung 70 zu erzeugen, um das
Schirmgitter 58 der Ablenkröhre 44 zu betreiben, ist
um ein zweites Thyratron 76 aufgebaut, das hier 55 indem der Widerstand 122 an eine Stromversorgung weiterhin Linearitätsregelröhre 76 genannt werden von ungefähr 800 Volt angeschlossen ist.
gleichzeitig geregelte Schaltungen gebraucht, um die
notwendigen Kurvenformen, die dem Steuergitter 46
und dem Schirmgitter 58 der Ablenkröhre zugeführt 45
werden, zu erzeugen. Die erste Schaltung, die gebraucht wird, um entweder einen positiven Rechteckimpuls oder eine Stufenspannung 68 zu erzeugen, um
die Ablenkröhre 44 leitend zu machen, ist um ein
erstes Thyratron 74 aufgebaut, das hier weiterhin 5° Erde verbunden. Die zweite Anode 116 wird dadurch Ablenktreiberröhre 74 genannt werden soll. Der auf einem hohen Potential gehalten, daß der Anodenzweite Kreis, der gebraucht wird, um eine Sägezahnspannung niederer Spannung 70 zu erzeugen, um das
Schirmgitter 58 der Ablenkröhre 44 zu betreiben, ist
um ein zweites Thyratron 76 aufgebaut, das hier 55 indem der Widerstand 122 an eine Stromversorgung weiterhin Linearitätsregelröhre 76 genannt werden von ungefähr 800 Volt angeschlossen ist.
Die zweite Anode 116 ist an eine Serienschaltung von Kondensator 124, einen festen Widerstand 126
und einen veränderlichen Widerstand 128 angesprechenden Kopplungskondensatoren 80 und 82 60 schlossen. Parallel zum Kathodenbelastungswiderausgelöst.
Beide Röhren 74 und 76 sind normaler- stand 114 und parallel miteinander sind eine Glimmweise
durch eine negative Vorspannung an jedem röhre 130 und ein Kondensator 132 geschaltet. Der
Steuergitter nichtleitend. Die Ablenktreiberröhre 74 Kathodenbelastungswiderstand 114, die Glimmröhre
erhält z. B. durch einen Widerstand 86 an ihrem 130 und der Kondensator 132 sind durch einen
Steuergitter 84 eine negative Vorspannung von 65 Kopplungskondensator 134 mit dem Schirmgitter der
75 Volt. Ein Lastwiderstand 88 ist zwischen Kathode Ablenkröhre 44 verbunden.
und Masse geschaltet. Die zweite Anode 92 wird In Abwesenheit eines Auslöseimpulses am Steuer-
über einen Widerstand 94 an eine Anodenspannung gitter 108 der Linearitätskontrollröhre 76 ist die
Der Ausgangsimpuls, der parallel zur Begrenzerdiode 104 erscheint, wird dem Steuergitter 46 der Ablenkröhre
44 zugeführt.
Die Linearitätsregelröhre 76 wird normal durch die Zuführung einer negativen Gittervorspannung von
75VoIt über den Gitterwiderstand 110 im nichtleitenden
Zustand gehalten. Die Kathode 112 ist durch den Kathodenbelastungswiderstand 114 mit
widerstand 118 an eine Anodenstromversorgung von 2 kV angeschlossen ist. Die Primäranode 120 wird
auf einem niedrigerem positiven Potential gehalten,
soll. Die Ablenktreiber- und Linearitätsregelröhre 74
und 76 werden beide von einem Auslöseimpuls 78
der Auslöseschaltung 38 in F i g. 1 durch die ent-
und 76 werden beide von einem Auslöseimpuls 78
der Auslöseschaltung 38 in F i g. 1 durch die ent-
Röhre 76 nichtleitend und der Kondensator 124 an der zweiten Anode 116 ist auf die volle Spannung
von 2 kV aufgeladen. Es erscheint keine Spannung am Kathodenwiderstand 114, der Glimmröhre 130
und dem Parallelkondensator 132. Wenn ein Auslöseimpuls an das Steuergitter 108 der Linearitätsregelröhre
76 gelegt ist, wird sie schnell in den leitenden Zustand gebracht, um einen Weg zu schaffen, der die
Linearitätsröhre 76, den Serienkondensator 124, den festen Widerstand 126, den veränderlichen Widerstand
128 und den Parallelkondensator 132 enthält und den Kondensator 124 teilweise entlädt und damit
den Parallelkondensator 132 auflädt. Die Widerstands- und Kondensatorwerte in dieser Schaltung
sind so gewählt, daß sie eine relativ lange Zeitkonstante besitzen, so daß der Parallelkondensator sich
langsam nach einer Exponentialfunktion auflädt. Die Glimmröhre 130 jedoch wird leitend, wenn ein relativ
kleiner Teil der ansteigenden Spannung am Parallelkondensator 132 erscheint, und schneidet dadurch ao
jeden weiteren Spannungsanstieg am Parallelkondensator 132 ab. Da der Spannungsanstieg am Parallelkondensator
132 durch die Glimmlampe 130 auf einen kleinen Anfangsteil des exponentiellen Anstiegs
begrenzt ist, ist dieser Teil linear und erzeugt dadurch den gewünschten linearen Spannungsanstieg am
Schirmgitter 58 der Ablenkröhre 44. Die Steigung dieser Eingangsspannung kann durch Veränderung
des Widerstandes 128 im Schaltkreis der Linearitätsregelröhre 76 eingestellt werden. Die Spannung am
Schirmgitter 58 der Ablenkröhre 44, bei der der Eingangsspannungsanstieg
beginnt, kann durch das verschiebbare Ende des veränderlichen Widerstandes 62
eingeregelt werden. Demgemäß kann die Steigung des Hochspannungsanstieges im Ausgang der Ablenkröhre
44 durch die Regelung der Steigung des Eingangsspannungsanstieges an der Ablenkröhre 44 in
Verbindung mit der Spannung bei der der Eingangsspannungsanstieg beginnt, in geeigneter Weise verändert
werden, um die gewünschte Ablenkgeschwindigkeit in der gebrauchten Anordnung, beispielsweise
in der Bildwandlerröhre 10, zu erzeugen. Es gibt nur eine Kombination dieser Einstellwerte, die eine vorgegebene
Steigung des Spannungsanstieges im Ausgang erzeugt, jedoch mit geeigneter Wahl der Widerstände
62, 64 und 66 können die zwei veränderlichen
Widerstände 62 und 128 so zusammenspielen, daß beides, der Anstieg des Eingangssignals und die
Spannung des Schirmgitters 58, bei der das Eingangssignal angelegt wird, in geeigneter Weise geregelt
werden können, um eine geeignete Änderung in der Steigung des Spannungsanstieges am Ausgang zu erreichen.
Die Dauer des Ausgangssignals kann durch Veränderung der Länge der Verzögerungszeit im
Verzögerungsglied 105 der Ablenktreiberröhre 74 verändert werden, da damit die Dauer des hierin erzeugten
Rechteckimpulses verändert wird.
Es muß festgestellt werden, daß hohe Schaltgeschwindigkeiten
der Thyratronröhre 2 D 21, die für die Linearitätsregelröhre und die Ablenktreiberröhre
und 74 gebraucht werden, in einer neuen Art realisiert werden, wenn die Röhren, wie in F i g. 2 beschrieben,
betrieben werden. Die Röhren 74 und 76 werden vorzugsweise so benutzt, daß als Steuergitter
oder 108 die zweiteilige Elektrode benutzt wird, die normalerweise als Schirmelektrode benutzt wird,
und dadurch, daß als erste Anode 96 oder 120 dasjenige Element benutzt wird, das sich in der normalen
Schirmelektrode befindet und normalerweise als Steuergitter gebraucht wird.
Während es zunächst möglich erscheint, eine lineare Ablenkspannung zu erzeugen, indem man
eine einfache Schwingung dem Steuergitter 46, der Ablenkröhre 44 zuführt, hat es sich herausgestellt,
daß eine ziemlich genau gestaltete komplexe Impulsform
benötigt wird. Die benötigte Form ist ein trapezähnlicher Impuls, der plötzlich ansteigen muß, um
die Röhre aufzumachen, dann linear ansteigen muß, um einen konstanten Anodenstrom sicherzustellen,
und schließlich plötzlich abfallen muß, um die Röhre zu schüeßen. Die Steuergitterspannung hat eine weit
stärkere Wirkung auf den Anodenstrom als die Schirmgitterspannung, so daß die Steuergitterspannung
sehr genau gesteuert werden muß, um unerwünschte Veränderungen im Anodenstrom zu vermeiden.
Deswegen muß die trapezähnliche Impulsform besonders genau gestaltet sein und reguliert
werden. Indem man die Schaltfunktion des Anodenstromes von der Kompensationsfunktion erfindungsgemäß
trennt, ersetzen zwei verhältnismäßig leicht zu erzeugende Impulsformen eine einzige komplexe
Impulsform, die schwer zu erzeugen ist. Die erforderliche Genauigkeit der Steuergitterspannung wird erreicht,
indem die Spitze der Stufenspannung oder des rechteckigen Schaltimpulses begrenzt wird, die an das
Steuergitter 46 der Ablenkröhre 44 angelegt wird. Die Kompensation, die notwendig ist, um einen konstanten
Strom aufrechtzuerhalten, wird durch Anlegen eines relativ nicht kritischen Spannungsanstieges
an das Schirmgitter 58 erreicht. In Übereinstimmung mit einer funktionsfähigen Ausführung werden folgende
Werte in der Schaltung gebraucht:
Widerstand 48 560 0hm
Widerstand 50 100 kOhm
Widerstand 54 10 MOhm
Kondensator 56 30 pF
Widerstand 60 10 kOhm
Widerstand 62 500 kOhm
Kondensator 80 100 pF
Kondensator 82 100 pF
Widerstand 86 10 kOhm
Widerstand 88 5,1 kOhm
Widerstand 94 10 MOhm
Widerstand 98 1 MOhm
Kondensator 100 0,005 μΡ
Widerstand 102 15 kOhm
Kondensator 106 0,01 μΡ
Widerstand 110 10 kOhm
Widerstand 114 100 kOhm
Widerstand 118 10 MOhm
Widerstand 122 1 MOhm
Kondensator 124 0,1 μΡ
Widerstand 126 100 Ohm
Widerstand 128 50 Ohm
Kondensator 132 0,005 μΡ
Claims (8)
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung linearer sägezahnförmiger Ablenkspannungen mit Amplituden
von einigen Kilovolt und veränderlicher und einstellbarer Impulsdauer sowie Steigung, bei
welcher die Ablenkimpulse an einem Kondensator erzeugt werden, der über eine Verstärkerröhre
entladen wird, die durch ihrem Steuergitter zu-
geführte Auslöseimpulse geöffnet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schirmgitter (58), der als Hochspannungs-Leistungsverstärkerröhre
(44) ausgebildeten Röhre, an einem einstellbaren Potential von einigen hundert Volt,
z. B. 800 Volt, liegt und an einem Spannungsgenerator angeschlossen ist, der eine derartige
Spannungscharakteristik aufweist, daß der parallel zur Verstärkerröhre (44) liegende und auf
einige, z. B. 4 kV aufgeladene Hochspannungskondensator (56) mit gleichbleibender Stromstärke
und konstanter Geschwindigkeit durch die Verstärkerröhre (44) entladen wird, wenn diese
durch einen auf ihr Steuergitter (46) gleichzeitig gegebenen, steil ansteigenden positiven Spannungsimpuls
(68) konstanter Amplitude leitend ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochspannungsverstärkerröhre
(44) eine Röhre verwendet ist, deren Spannungskennlinien von Anode und Schirmgitter für
konstanten Anodenstrom und fester Steuergitterspannung innerhalb eines weiten Anodenspannungsbereiches
nahezu gerade mit steigender Anodenspannung fallende Linien sind, und der Spannungsgenerator für das Schirmgitter (58) der
Verstärkerröhre (44) eine derartige Charakteristik aufweist, daß dem Schirmgitter (58) eine positive
linear ansteigende, in ihrer Höhe und Anstiegsgeschwindigkeit veränderlich einstellbare Spannung
zugeführt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter (48) der Verstärkerröhre
(44) an einem Impulsgenerator angeschlossen ist, der positive Impulse konstanter
Amplitude mit selektiver, regelbar veränderlicher Dauer liefert.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsgenerator
für das Schirmgitter (58) der Verstärkerröhre (44) als Impulsgenerator ausgebildet
ist, dessen Spannungsimpulse gleichzeitig mit den Öffnungsimpulsen am Steuergitter (46) dem
Schirmgitter (58) zugeführt werden.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator
für das Steuergitter (46) und der Spannungsgenerator für das Schirmgitter (58) der Verstärkerröhre
(44) je ein Thyratron (74 bzw. 76) enthalten, deren üblicherweise als Schirmgitter verwendete
zweiteilige Elektrode (84 bzw. 108) als Steuergitter und deren üblicherweise als Steuergitter
verwendete, innerhalb der zweiteiligen Elektrode angeordnete Elektrode (96 bzw. 120) als
erste Anode verwendet wird.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Spannungsgenerator
für das Schirmgitter (58) der Verstärkerröhre (44) dem Thyratron, dessen erste Anode
über einen Widerstand (122) an eine mehrere hundert Volt, z.B. 800VoIt, betragende Spannung
und deren zweite Anode (116) über den Widerstand (118) an Hochspannung von z. B.
2 kV liegt, eine aus einem Kondensator (124), einem festen Widerstand (126) und einem veränderlichen
Widerstand (128) bestehende Serienschaltung parallel geschaltet ist, und die Kathode
(112), zu deren Kathodenbelastungswiderstand (114) parallel miteinander eine Glimmröhre (130)
und ein Kondensator (132) parallel geschaltet sind, über einen Kopplungskondensator (134) am
Schirmgitter (58) der Verstärkerröhre (44) liegt und alle Widerstands- und Kapazitätswerte so
bemessen sind, daß sich der Parallelkondensator (132) bei geöffnetem Thyratron (76) durch die
teilweise Entladung des Kondensators (124) langsam nach einer Expotentialfunktion so weit auflädt,
bis die bereits nach kurzem Spannungsanstieg am Parallelkondensator (132) leitend gewordene
Glimmröhre (130) jeden weiteren Spannungsanstieg an ihm abschneidet, so daß nur der
kleine Anfangsteil des exponentiellen Anstiegs als linearer Spannungsanstieg am Schirmgitter
(58) der Verstärkerröhre (44) zur Wirkung kommt, wobei dessen Steigung durch Veränderung
des Widerstandes (128) geregelt werden kann.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Impulsgenerator
für das Steuergitter (46) der Verstärkerröhre (44) die erste Anode (96) des Thyratrons (74), die
über den Widerstand (98) zusammen mit der zweiten Anode (92) und ihrem Anodenwiderstand
(94) auf einem gemeinsamen positiven Potential von einigen hundert Volt, z. B. 800 Volt, liegt,
über einen Schalter (103) wahlweise an einen zur Erzeugung von Stufenspannungen dienenden, über
den Widerstand (102) geerdeten Kondensator (100) oder an ein zur Erzeugung von Rechteckimpulsen
dienendes Verzögerungsglied (105) angeschlossen ist und die durch den Kathodenwiderstand
(88) geerdete Kathode (90) über einen Kopplungskondensator (106) und einen über den
Widerstand (50) z. B. mit —150 Volt negativ vorgespannte Begrenzungsdiode (104) am Gitterwiderstand
(48) des Steuergitters (46) angeschlossen ist und alle Schaltelemente so bemessen
sind, daß das Thyratron (74) durch einen Auslöseimpuls schnell in leitenden Zustand versetzt
und durch die Entladung des Kondensators (100) am Kathodenlastwiderstand (88) ein normalerweise
ein Viertel der Spannung am Kondensator (100) betragender scharfer Spannungsanstieg erzeugt
wird, wobei die Spannung an der Kathode (90) wegen der Begrenzungsdiode (104) auf
150 Volt begrenzt bleibt und der parallel zur Begrenzungsdiode (104) erscheinende Spannungsanstieg
als Ausgangsimpuls dem Steuergitter (46) der Verstärkerröhre (44) zugeführt wird.
8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Thyratronröhren
(74 und 76) durch einen gemeinsamen Eingangsimpuls (78), der über die Kopplungskondensatoren
(80 und 82) auf ihr Steuergitter (84 bzw. 108) gegeben wird, gleichzeitig gezündet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 630/323 7.6+ © Bundesdruckerei Berlin
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US132928A US3164778A (en) | 1961-08-21 | 1961-08-21 | Linear sweep circuit |
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Family Applications (1)
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DES80341A Pending DE1173936B (de) | 1961-08-21 | 1962-07-10 | Schaltungsanordnung zur Erzeugung linearer saegezahnfoermiger Ablenkspannungen |
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CH (1) | CH423979A (de) |
DE (1) | DE1173936B (de) |
GB (1) | GB1009453A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1762852B1 (de) * | 1968-07-17 | 1971-01-07 | Loban Vitalij I | Bildkippsteuergenerator des Fernsehempfaengers |
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GB2249190B (en) * | 1990-10-24 | 1994-03-02 | Gec Ferranti Defence Syst | Inspection device for aircraft engine |
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US2180365A (en) * | 1936-02-25 | 1939-11-21 | Bell Telephone Labor Inc | Sweep circuits |
GB579682A (en) * | 1944-02-03 | 1946-08-13 | Standard Telephones Cables Ltd | Improvements in time base circuits for cathode ray tubes |
US2508879A (en) * | 1944-11-27 | 1950-05-23 | Herbert I Zagor | Sweep voltage generator |
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- 1961-08-21 US US132928A patent/US3164778A/en not_active Expired - Lifetime
-
1962
- 1962-07-10 DE DES80341A patent/DE1173936B/de active Pending
- 1962-07-20 CH CH873262A patent/CH423979A/de unknown
- 1962-08-21 GB GB32122/62A patent/GB1009453A/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1762852B1 (de) * | 1968-07-17 | 1971-01-07 | Loban Vitalij I | Bildkippsteuergenerator des Fernsehempfaengers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3164778A (en) | 1965-01-05 |
CH423979A (de) | 1966-11-15 |
GB1009453A (en) | 1965-11-10 |
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