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Vorrichtung zur Messung der Amplitude von Spannungsimpulsen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Amplitude von Spannungsimpulsen, welche
zwei Verstärker enthält, deren Emissionsströme durch denselben Strommesser fließen,
wobei die Impulse den Steuerelektroden des einen Verstärkers in positivem Sinne
und denen des anderen Verstärkers in negativem Sinne zugeführt werden. Die Impulse
können dabei gegebenenfalls statistisch nach der Zeit auftreten.
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Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, welche einfach
ist und bei der die Messung im wesentlichen unabhängig von der Form, der Breite
und der Wiederholungsfrequenz der zu messenden Spannungsimpulse ist.
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Zur Messung der Spitze-Spitze-Spannungen, insbesondere von bipolaren
Impulsen, sind Anordnungen mit Differenz- bzw. Gegentaktverstärkern bekannt. Demgegenüber
wird mit der Vorrichtung nach der Erfindung eine andere Aufgabe mit anderen Mitteln
gelöst, wobei die Erfindung darin besteht, daß die Verstärkung des ersten Verstärkers
auf den Wert 1 eingestellt ist und dessen Ausgangsspannungen der Steuerelektrode
des zweiten Verstärkers zugeführt sind und die Steuergitterkreise Reihenkondensatoren
und in gleichem Sinne gleichrichtende Elemente enthalten, durch welche beide Steuerelektronenspannungen
auf äußerste Werte der Eingangsspannungen der Röhren stabilisiert sind.
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Die Verstärker können Röhren oder Transistoren sein und die Spannungen
werden den Steuerelektroden über Kondensatoren zugeführt. Bei Verwendung von Röhren
sind zwischen den Steuergittern und den Kathoden in gleichem Sinne geschaltete gleichsinnige
Elemente angeordnet. Die Impulse oder periodisch auftretenden Spannungen können
nur einem der Oitter zugeführt werden, wobei die Verstärkung der zugehörigen Röhre
bzw. des zugehörigen Transistors auf den Wert 1 eingestellt ist und die Anode über
einen Kondensator mit dem Steuergitter der anderen Röhre verbunden ist.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 stellt eine Ausführungsform dar.
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Bei der dargestellten Schaltungsanordnung treten die Impulse, deren
Höhe gemessen werden soll, an den Klemmen 1 auf. Sie werden über einen Kondensator
2 dem Steuergitter einer Röhre 3, deren Anode über einen Widerstand 4 gespeist wird,
zugeführt.
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Diese Anode ist weiter über einen Kondensator 5 mit dem Steuergitter
einer zweiten Röhre 6 verbunden, deren Anode ausschließlich über den Strommesser
9 gespeist wird. Auch der Anodenstrom der Röhre 3
fließt über dieses Meßinstrument.
Die Steuergitter erhalten in üblicher Weise mittels Parallelschaltungen 7 und 8
eines Widerstandes und eines Kondensators eine bestimmte Vorspannung.
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Zwischen jedem der Steuergitter und der entsprechenden Kathode sind
weiter Gleichrichter 10 und 11 geschaltet.
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Angenommen wird, daß den Klemmen 1 eine Reihe von Impulsen zugeführt
wird, deren Form und Wiederholungsfrequenz übrigens ziemlich beliebig sein können.
Das Steuergitter der Röhre3 enthält dann infolge der Anwesenheit des Kondensators
2 und des Gleichrichters 10 eine der Impuls amplitude entsprechende Höchstspannung.
Diese fließt allmählich über den Sperrwiderstand 12 der Diode ab. Wenn aber die
RC-Zeit des Kondensators 2 und des Widerstandes 12 groß ist gegenüber dem zu erwartenden
Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen, so ist der Spannungsabfall
nur gering.
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In F i g. 2 a ist der Anodenstrom dargestellt, wenn mit negativen
Impulsen an der Röhre 3 angesteuert wird. Die Spannungsverstärkung der Röhre 3 wird
hier, z. B. mittels des Anodenwiderstandes, auf den Wert 1 eingestellt und das Steuergitter
der Röhre 6 erhält also über den Kondensator 5 eine Reihe von Impulsen, die gerade
von umgekehrter Polarität wie die der Eingangsimpulse sind. Mittels des Kondensators
5
und des Gleichrichters 11 wird auch hier die Höchststeuergitterspannung auf einen
Wert gleich dem höchsten äußersten Wert der Eingangsspannung gehalten.
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F i g. 2 b zeigt den Verlauf des Anodenstromes der Röhre 6. Auch
hier muß die Zeitkonstante des Kondensators 5 und des Widerstandes 13 genügend groß
sein. Sind die Sperrwiderstände der Dioden zu groß, so können die Widerstände parallel
geschaltet werden. Die Summe der den Messer 9 durchfließenden Anodenströme ist im
wesentlichen konstant und ändert sich proportional dem Spitzenwert des Impulses.
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Angenommen ist, daß die Polarität der Eingangsimpulse an der Röhre
6 positiv ist, wie in Fig. 2 a gezeigt. Es ist natürlich auf gleiche Weise möglich,
die Amplitude positiver Eingangsimpulse an der Röhre 3 zu messen, in welchem Falle
die Impulse an der Steuerelektrode der zweiten Röhre eine negative Polarität haben.
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Es ist möglich, bei verhältnismäßig niedriger Wiederholungsfrequenz
und kleinen Impulsbreiten noch günstige Ergebnisse zu erzielen. Allerdings soll
man bei niedrigeren Wiederholungsfrequenzen die Kapazitäten der Kondensatoren so
groß wählen, daß der auf die Entladung der Kondensatoren zurückzuführende Spannungsverlust
noch vernachlässigbar ist.
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Nötigenfalls können Mittel vorgesehen werden, durch die der Strommesser
9 bei Abwesenheit von Impulsen genau auf den Nullpunkt einstellbar ist. Bei der
Vorrichtung nach Fig. 1 geschieht dies mittels der Spannungsquelle 14 und des veränderlichen
Widerstandes 15.