DE1234785B

DE1234785B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung elektrischer Impulse

Info

Publication number: DE1234785B
Application number: DEN16806A
Authority: DE
Inventors: Marie Marcel Antoine; Arnold Ghislain Verstraelen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-06-04
Filing date: 1959-06-04
Publication date: 1967-02-23
Also published as: GB952853A; US3131310A; CH387099A

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung elektrischer Impulse Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung elektrischer Impulse mittels anein7 anderschaltbarer Induktivitäten, deren erster über einen" vorzugsweise von einem Transistor bestückten, elektronischen Schalter ein Strom zugeführt wir#I, der durch Sperren des Schalters plötzlich unterbrochen wird und dadurch einen Spannungsimpuls über dieser Induktivität erzeugt. Sie beabsichtigt insbesondere, recht kurzzeitige Impulse zu erzeugen, wie sie z. B. zur Synchronisierung eines Hochfrequenzoszillators auf eine Oberwelle der Impulswiederholungsfrequenz anzuwenden sind.
Zur Verschmälerung elektrischer Impulse ist es bekannt, diese über eine in der Sättigung ausgesteuerte Drosselspule zu führen. Es ist ferner bekannt, die Sekundärwicklung eines primär mit Rechteckimpulsen angesteuerten Transformators über eine Begrenzerstufe und eine Verstärkerstufe mit einer Selbstinduktion zu verbinden. Hierbei sind die Induktivitäten immer völlig entkoppelt. Die Erfindung ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß die erste eine Selbstinduktion bildende Induktivität über einen durch den Spannungsimpuls geöffneten Gleichrichter mit einer weiteren, vorzugsweise kleineren Selbstinduktionverbunden ist, so daß ein schmalerer Spannungsimpuls gebildet wird.
Im Gegensatz zum Bekannten sind reine Selbstinduktionen bildende Induktivitäten miteinander ge- koppelt, wenn der Gleichridliter leitend ist, so daß dann die Selbstinduktionen einander parallel geschaltet sind. Dadurch wird mit wesentlich geringerem Aufwand als beim Bekannten eine Impulsverschmälerung erzielt.
Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung liegt darin, daß eine der Selbstinduktionen im Eingangskreis eines transistorisierten Spitzenstromgleichrichters liegt. Ferner ist die Schaltung gemäß der Erfindung von besonderem Wert, wenn außer dem erzeugten schmaleren Spannungsimpuls eine mit diesem Impuls in bezug auf dir, Phase zu vergleichende Schwingung einem Spitzenstromgleichrichter zur Erzeugung eines vom gegenseitigen Phasenunterschied abhängigen Frequenznachregelsign,als zugeführt wird.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
F i g. 1 zeigt einen ersten Transistor 1, der, durch Rückkopplung seiner Kollektorselbstinduktion 2 über einen Kondensator 3 mit seinem Emitter, als Impulsoszillator geschaltet ist. Die Impulswiederholungsfrequenz kann durch ein Synchronisierungssignal an der Eingangsklemme 4 fremd gesteuert werden, oder auch kann die Schaltung frei schwingend sein. Bei frei schwingender Schaltung ist die Wiederholungsfrequenz hauptsächlich durch den Wert des Rückkopplungsteiles 2 a der Selbstinduktion 2 und durch den Wert des Widerstandes 10 bestimmt. Die Impulsbreite wird praktisch nur vom Wert der Selbstinduktion 2 und seiner Verdrahtungskapazitäten be- stimmt. Bei einer Wiederholungsfrequenz von z. B. 100 kHz wird eine Impulsbreite von z. B. 0,2 #tsee gefunden.
Diese Impulsbreite wird nach der Erfindung dadurch verschmälert, daß die Selbstinduktion 2 über einen- Gleichrichter 5 mit einer weiteren Selbstinduktion 6 verbunden ist, die z. B. durch die Primärwicklung eines übertragers 6, 7 gebildet wird.
Die Schaltung wirkt folgendermaßen: Infolge der Rückkopplung über den Kondensator 3 und/oder infolge der Steuerspannung an der Klemme 4 arbeitet der Transistor 1 als elektronischer Schalter. Infolgedessen wird der Selbstinduktion 2 ein ungefähr sägezahnförmiger Strom zugeführt. Dieser Strom erzeugt über der Selbstinduktion 2 einen Spannungsabfall solcher Polarität, daß der Gleichrichter 5 dadurch gesperrt ist. In der Selbstinduktion 2 wird auf diese Weise eine magnetische Energie gleich 1/2 U2 gespeichert, worin L den Wert der Selbstinduktion 2 und 1 den Höchstwert des Stromes durch diese Selbstinduktion darstellen. Im Augenblick, in welchem der Höchstwert i des Stromes erreicht ist, wird der Transistor 1 in die Sperrichtung gesteuert, so daß der Strom plötzlich unterbrochen wird. Dadurch wird eine erhebliche Spannung über die Selbstinduktion2 erzeugt, wodurch der Gleichrichter5 geöffnet wird.
Ohne den Gleichrichter5 würde sich die in der Selbstinduktion 2 aufgespeicherte magnetische Energie über den durch diese Selbstinduktion 2 und seine Verdrahtungskapazität gebildeten Schwingkreis aufschaukeln, welcher Vorgang eine durch das Produkt dieser Selbstinduktion und seiner Verdrahtungskapazität bestimmte Dauer aufweisen würde. Durch öffnen des Gleichrichters 5 wird der Selbstinduktion 2 die weitere Selbstinduktion 6 parallel geschaltet. Dadurch wird die Breite des über die Selbstinduktionen 2 bzw. 6 erzeugten Impulses aber wesentlich kleiner als zuvor. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird somit ein recht kurzzeitiger, energiereicher, also großer Spannungsimpuls über die Selbstinduktionen 2 und 6 erzeugt. Die Selbstinduktion 6 ist dabei vorzugsweise erheblich kleiner als die Selbstinduktion 2.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurden z. B. eine Selbstinduktion 2 von 40 1iH und eine Selbstinduktion 6 von 5 [tH verwendet. Der Kondensator 3 war von 5400 pF, die Selbstinduktion 9 war von 10 RH und der Widerstand 10 von 2700 Ohm. Der Transistor 1 war ein üblicher pnp-Transistor mit einem Basisspannungsteiler, bestehend aus Widerständen 11 -und 12 von 1800 bzw. 470 Ohm. Auf diese Weise wurden über der Selbstinduktion 6, die durch einen Widerstand von 700 Ohm abgeschlossen war, Impulse mit einer Amplitude von 8 V und einer Dauer von 0,06 #tsec erhalten.
Die erzeugten Impulse können zur Synchronisierung eines auf einer Oberwelle der Impulswiederholunesfrequenz schwingenden Oszillators ausgenutzt werden. De-r Oszillator enthält einen Transistor 15 mit Rückkopplungskreis 16 und Trennverstärkerstufe 17. Die an der Sekundärwicklung 7 des Übertragers 6, 7 erzeugten Spannungsimpulse werden mit der im Ausgangskreis der Trennstufe 17 erzeugten Sinusschwingung in bezug auf die Phase verglichen. Zu diesem Zweck werden diese beiden Schwingungen der Gegentaktmodulatorstufe 18 zugeführt und nachfolgend mittels der Spitzenstromdetektoren 19 bzw. 20 in Gegentakt detektiert. Die an der Ausgangsklemme 21 erzeugte Regelspannung steuert die Frequenz des Oszillators 15. Zur Erleichterung der Synchronisierung kann ein Suchoszillator 22 angewendet werden, der, solange die Synchronisierung noch nicht erreicht ist, die Frequenz des Oszillators 15 hin und her schwanken läßt, bis die zur Synchronisierung erforderliche Regelspannung erzeugt wird.
In der Abwandlung nach F i g. 2 werden die über der Selbstinduktion 2 erzeugten Impulse selber zur Aussteuerung des Gegentaktmodulaters 18' ang&-wendet. Die Selbstinduktion 2 ist gleichfalls von der Reihenschaltung der Diode 5 und der kleineren Selbstinduktion 6 (z. B. 22 [tH) überbrückt. Der weitere Reihenwiderstand 25 war von 47 Ohm, der Widerstand 26 von etwa 1 k9 und der Kondensator 27 von 5600 pF. Die erzeugten Impulse hatten eine Amplitude von 10 V und eine Dauer von nur 0,03 Rsee. Der Oszillator 15 und die Phasenvergleichsstufe 19 und 20 sind auf ähnliche Weise, wie nach F i g. 1, aufgebaut. Durch weitere Frequenzverdopplungsstufen 29 und 30 wird eine Ausgangsschwingung erhalten, die durch wahlweise Synchronisierung des Oszillators auf verschiedenen Oberharmonischen von 24 bis 64 MHz einstellbar ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung elektrischer Impulse mittels aneeinanderschaltbarer Induktivitäten, deren erster über einen, vorzugsweise von einem Transistor bestückten, elektronischen Schalter ein Strom zugeführt wird, der durch Sperren des Schalters plötzlich unterbrochen wird und dadurch einen Spannungsimpuls über dieser Induktivität erzeugt, d a - durch gekennzeichnet, daß der ersten Induktivität (2) über einen durch den Spannungs, impuls geöffneten Gleichrichter (5) eine weitere Induktivität (6) parallel geschaltet wird, derart, daß die während der öffnungszeit des Gleichrichters (5) wirksame Induktivität (2//6) kleiner ist.
2. Anwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, derart, daß eine der Selbstinduktionen im Eingangskreis eines vorzugsweise transisterisierten. Spitzenstromgleichrichters liegt, dem außer dem schmaleren Spannungsimpuls eine mit diesem Impuls in bezug auf die Phase zu vergleichende Schwingung zur Erzeugung eines vom gegenseitigen Phasenunterschied abhängigen Frequenznachregelsignals zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1016 632.