DE1297667B

DE1297667B - Schaltungsanordnung fuer eine elektronische Zeitmess-Zaehlanordnung

Info

Publication number: DE1297667B
Application number: DEG49162A
Authority: DE
Inventors: De Koster Heinz A; Ingenito Michael J
Original assignee: General Time Corp
Current assignee: General Time Corp
Priority date: 1966-02-01
Filing date: 1967-02-01
Publication date: 1969-06-19
Also published as: GB1179341A; NL6701554A; DE1673745A1; CH132767A4; US3509715A; ES336257A1; CH499151A; GB1138273A; US3466498A; FR1509776A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine elektronische Zeitmeßvorrichtung mit einer ein ionisierbares Gas enthaltenden Glimmentladungsröhre und einer Reihe von in gegenseitigem Abstand angeordneten inneren Elektroden zum Zählen aufeinanderfolgender Zeitintervalle in Abhängigkeit von diesen Zeitintervallen entsprechenden elektrischen Eingangssignalen.
Kaltkathoden-Entladungsröhren werden seit langem zum Zählen und Anzeigen verwendet. In diesen Röhren ist eine Mehrzahl von gleichen Kathoden in gleichen Abständen in einer linearen Reihe, gewöhnlich einem Kreis, und in gleichmäßigem Abstand von einer gemeinsamen Anode angeordnet. Normalerweise sind dreimal so viel Kathoden wie die höchste Zahl von Einheitszählungen vorhanden, welche von der Röhre gezählt werden können. Beispielsweise sind in der bekanntesten, als »Dekatron« bekannten Röhre 30 stabförmige Kathoden symmetrisch um eine mittlere Anodenscheibe angeordnet. Alle dritten Elektroden der 30 Kathoden sind miteinander verbunden. Eine Spannungsquelle ist mit einer der Schaltungen verbunden, welche mit den sogenannten »Fortschalt«- oder »Einstell«-Kathoden verbunden sind, wobei die Spannung zur Aufrechterhaltung einer Glimmentladung zwischen einer der Fortschaltkathoden und der Anode ausreicht. In Abhängigkeit von einer Einheitszählung wird die Glimmentladung von einer Fortschaltkathode zur nächst benachbarten Fortschaltkathode durch Anwendung zweier aufeinanderfolgender Impulse auf die anderen zwei Schaltungen geschaltet, um die Glimmentladung zu jeder eines Paares von Kathoden (als »Führungs«- oder »übergangs«-Kathoden bekannt) zu übertragen, welche damit verbunden und zwischen den benachbarten Fortschaltkathoden angeordnet sind.
Die beschriebenen bekannten Röhren sind zwar in der Technik erfolgreich verwendet worden, wenn sie zum Zählen und zum Anzeigen der Zählung verwendet wurden, sie haben jedoch viele Nachteile. Beispielsweise sind die Röhren, welche 30 getrennte stabförmige Kathoden und eine scheibenförmige Anode aufweisen, teuer herzustellen. Da die Glimmentladung eine zum Betrachter weisende stabförmige Kathode umgibt, wird ein großer Teil des davon ausgehenden Lichts vom Betrachter weggestrahlt und ist für die Anzeige nicht brauchbar.
Die Glimmentladung wird bei solchen bekannten GlimmentladungsZählröhren von einer Kathode zur nächsten geschaltet. Da eine glimmende Kathode einen gewissen Anteil an Streuionen zu den benachbarten Kathoden liefert, gewährleistet diese Streuionisation, daß bei Anlegen einer etwas über dem zum Aufrechterhalten einer Glimmentladung erforderlichen Wert liegenden Spannung an den mit der benachbarten Kathode verbundenen Kreis diese Kathode »durchschlägt« oder »zündet«, d. h. zu glimmen beginnt. Die anderen, durch die Streuionisierung nicht vorgespannten Kathoden zünden nicht, da ein höheres Potential infolge des Mangels an auslösenden Ionen an denselben erforderlich ist. Die zum Schalten der Glimmentladung von einer Kathode nur nächsten erforderliche Zeit hängt von der Zeit ab, welche für die Ausbildung einer Glimmlawine an der vorgespannten benachbarten Kathode erforderlich ist. Die Zählgeschwindigkeit in solchen Glimmentladungsröhren hängt von dieser Zündzeit und von der für das Abklingen der Ionisation an einer gegenwärtig glimmenden Kathode erforderlichen Zeit ab. Wenn man beispielsweise versucht, die Glimmentladung zu rasch zu schalten, können in der Nähe gelegene Kathoden, vielleicht eine Kathode, welche zwei oder drei Schaltzeiten früher im Glimmzustand war, noch vorgespannt sein, und eine unrichtige Kathode kann gezündet werden.
Die Steuerschaltungen für bekannte Kaltkathoden-Zählröhren sind sehr wichtig, da für jedes von der Steuerschaltung empfangene Einheitszählsignal die Steuerschaltung zwei Impulse für die Führungskathoden mit richtiger Amplitude und Dauer und zeitlich genauer gegenseitiger Abstimmung erzeugen muß. Dies ist insbesondere bei hohen Zählgeschwindigkeiten schwierig zu erreichen.
Es sind zwar in der Vergangenheit Glimmentladungs-Zählröhren anderer Anordnung als das Dekatron bekanntgeworden, bei diesen sind jedoch entweder vier Kathoden für jede Einheitszählung wie beim sogenannten Einzelimpuls-Dekatron oder zweimal so viel asymmetrische Kathoden wie die Gesamtzahl von durch die Röhre zu zählenden Einheitszählungen erforderlich.
Eine ganz elektronische Uhr ohne bewegliche Teile gilt seit langem als erwünschtes Ziel. Die Uhr könnte die Schwingungen der Netzspannung zählen, wie es bei einer Synchronuhr der Fall ist. Es steht jedoch bis jetzt kein einfaches, billiges Mittel zur Ausführung dieser Zählfunktion zur Verfügung. Beispielsweise sind in Kaskade geschaltete Binärzähler, wie sie in der USA: Patentschrift 2 410156 beschrieben werden, auch bei Ausstattung mit Transistoren für die meisten Anwendungen in Uhren unzulässig teuer. Außerdem sind die Anzeigeeinrichtungen bekannter elektronischer Uhren weitgehend unbefriedigend. In der genannten USA.-Patentschrift ist beispielsweise eine Mehrzahl von Neonröhren beschrieben, und zwar von zwölf getrennten Röhren zur Anzeige der Stunden und von 60 Röhren zur Anzeige der Minuten, wodurch 72 getrennte Schaltverbindungen dieses Zählers erforderlich sind. Es sind verschiedene andere Arten von elektronischen Anzeigeeinrichtungen bekannt, beispielsweise aus den USA.-Patentschriften 2 055 982, 2114 500, 3195 011. In der letzteren Patentschrift wird die Verwendung von Binärzählern zur Umwandlung der Netzfrequenz in eine Frequenz von einem Impuls je Minute, die Verwendung von sechs Dekaden-Glimmentladungsröhren zur Zählung der Minuten und einer getrennten Anzeigeröhre zum Anzeigen der Minutenangabe vorgeschlagen, wobei die Stundenangaben in gleicher Weise gezählt und angezeigt werden. Keine dieser bekannten Anlagen hat sich für die Massenherstellung billiger Uhren als praktisch erwiesen.
Es wird ausgeführt, daß eine in sich abgeschlossene Uhr aufweist: einen stabilen Schwinger, beispielsweise ein Pendel, eine Unruhe, eine Stimmgabel oder einen elektronischen Schwinger, Einrichtungen zum Zählen der Schwingungen des Schwingers, beispielsweise einen hemmenden Synchronmotor oder einen elektronischen Zähler, sowie Einrichtungen zum Anzeigen einer Zeitangabe (d. h. der Gesamtzählung), beispielsweise Zeiger, Skalen oder andere Anzeigeeinrichtungen. Die meisten elektrischen Uhren, welche durch elektrische Netzleitungen betrieben werden, laufen synchron, d. h., sie enthalten selbst keinen Schwinger, sondern stützen sich auf die Schwingungen der Netzspannung und zählen tatsächlich diese Schwingungen. Es ist daher ersichtlich, daß eine elektrische Uhr, insbesondere eine elektronische Uhr, lediglich eine besondere Ausführungsform eines Zählers ist, welcher in gleichen Zeitabständen auftretende Impulse zählt und die Zählung auf der Grundlage von 60 Sekunden je Minute und 60 Minuten je Stunde bis zu 12 Stunden zählt. In diesem Sinne können die Worte Zähler und Uhr oftmals austauschbar verwendet werden. Wenn einer dieser Ausdrücke nachfolgend verwendet wird, ist der andere jeweils auch gemeint, wenn der Sinn des Satzes dies zuläßt.
Die kanadische Patentschrift 696 292 zeigt eine Uhr, bei welcher vier Glimmentladungs-Zähl- und Anzeigeröhren in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind. Diese enthalten 60 Einstell- oder Fortschaltkathoden zum Zählen der Netzleitungsimpulse, 60 Einstell- oder Fortschaltkathoden zum Zählen der Sekundenimpulse, 60 Einstell- oder Fortschaltkathoden zum Zählen der Minutenimpulse und 36 Einstellkathoden zum Zählen und Anzeigen der Stunden. Diese mit bestimmten Glimmkathoden-Zählröhren gebaute Uhr erfordert jedoch ein Paar von Übergangs- oder Führungskathoden zwischen je zwei Einstell- oder Fortschaltkathoden zum übertragen der Glimmentladung von einer Einstellkathode zur nächsten. Daher sind insgesamt dreimal so viel Kathoden im Uhrengehäuse vorhanden, wie es für die Zeitangabe erforderlich ist. Jede dieser Kathoden besteht aus einem vertikal angeordneten Stift, welcher von einem Schaltbrett nach oben steht. Es ist dem Fachmann klar, daß die Herstellung einer solchen Elektronenröhre mit 648 Kathoden, vier Anoden, nämlich einer für jede Reihe von Kathoden, und unzählbar vielen inneren und äußeren Zwischenverbindungen mit den zwischen den Stufen angeordneten Schaltungen mit Ausnahme der ausgefallensten Anwendungen für Uhren, unzulässig teuer ist.
Aus der USA.-Patentschrift 2 849 655 ist die Zusammenfassung der Glimmkathoden in einer Glimmentladungsröhre zu mehreren Gruppen bekannt, wobei jede Gruppe einen getrennten Eingang besitzt. Aus der USA.-Patentschrift 2 608 674 ist eine Glimmentladungsröhre bekannt, bei welcher ein direkter Übergang der Glimmentladung zwischen aufeinanderfolgenden Kathoden ohne Verwendung von zwischengeschalteten Führungs- oder Übergangselektroden hervorgerufen wird, wie sie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 849 655 beschrieben sind. Aus der Zeitschrift »Valvo, Technische Informationen für die Industrie«, 1964, Heft 60, S. 1 bis 9, insbesondere Fig. 8 und begleitender Text, ist eine Schaltvorrichtung zur Umschaltung der Eingangsspannung zwischen aufeinanderfolgenden Paaren der Kathoden bekannt. Keine dieser bekannten Maßnahmen ist jedoch zur Lösung der obengenannten Erfindungsaufgabe geeignet, eine vollständig elektronische Uhr ohne bewegliche Teile zu schaffen, welche einfach und billig aufgebaut ist und trotzdem zuverlässig arbeitet. Im Gegensatz zu der Gruppenanordnung gemäß der USA.-Patentschrift 2 849 655 weist bei i der Anordnung nach der Zeitschrift »Valvo« jede Kathode ihren eigenen getrennten Eingang auf, und daher muß das Übergangspotential oder Zündpotential auf so viele verschiedene Eingänge gegeben werden, wie verschiedene Kathoden vorhanden sind. i In einer Zeitmeßvorrichtung müssen natürlich wesentlich mehr Kathoden vorgesehen werden als in dieser Literaturstelle beschrieben. Wenn man die bekannte Anordnung für eine Zeitmeßvorrichtung verwenden würde, so müßten so viele verschiedene Eingänge und entsprechende Widerstände, Dioden und Kondensatoren vorgesehen werden, daß man eine viel zu teuere und für praktische und wirtschaftliche Zwecke unbrauchbare Uhr erhalten würde.
Die Lösung der Erfindungsaufgabe und gleichzeitig die Beseitigung der geschilderten Nachteile wird erfindungsgemäß bei einer Schaltungsanordnung für eine elektronische Zeitmeßvorrichtung der eingangs genannten Art durch die Kombination folgender, aus den drei letztgenannten Vorveröffentlichungen jeweils für sich bekannter Merkmale erreicht: eine Anordnung zur Auslösung einer Glimmentladung an einer der Elektroden, einen ersten elektrischen Eingang, welcher mit einer ersten Gruppe der Elektroden verbunden ist und dieselben zur Bildung einer ersten Kathodengruppe miteinander verbindet, einen zweiten elektrischen Eingang, welcher mit einer zweiten Gruppe der Elektroden verbunden ist und dieselben zur Bildung einer zweiten Kathodengruppe miteinander verbindet, wobei eine der Kathoden der ersten Gruppe zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Kathoden der zweiten Gruppe angeordnet ist und eine der Kathoden der zweiten Gruppe zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Kathoden der ersten Gruppe angeordnet ist, sowie eine elektrische Steueranordnung, welche mit dem ersten und zweiten elektrischen Eingang verbunden ist, so daß ein Übergangspotential für die Glimmentladungsröhre zyklisch auf die erste und zweite Kathodengruppe, jeweils zu einem Zeitpunkt auf eine Gruppe, in Abhängigkeit von den elektrischen Eingangssignalen gegeben wird und dadurch wiederholt die Glimmentladung direkt zwischen aufeinanderfolgenden Kathoden in der genannten Reihe übertragen wird, wobei die Steueranordnung eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Glimmentladung an jeder der Kathoden aufweist, so daß eine kontinuierliche Anzeige der augenblicklichen Zählung oder Zeit erzielt wird, und wobei die Steueranordnung eine mit der ersten und zweiten Kathodengruppe verbundene und direkt auf eine Glimmentladung in einer der Kathodengruppen ansprechende Schaltung aufweist, welche automatisch in Abhängigkeit vom nächsten Eingangssignal das überganspotential auf die andere Kathodengruppe gibt.
Die Bedeutung der erfindungsgemäßen Kombination für die Zeitmeßtechnik geht daraus hervor, daß es für eine Zeitmeßvorrichtung wesentlich ist, die Anzahl der erforderlichen Bestandteile möglichst klein zu machen, so daß die Anlage zu einem Preis hergestellt und verkauft werden kann, welcher mit den vielen anderen billigen, heutzutage verfügbaren Zeitmeßvorrichtungen konkurrenzfähig ist. Dieses Ziel wird durch die erfindungsgemäße Kombination in hervorragender Weise erreicht. Die erfindungsgemäße Zeitmeßvorrichtung ist durch die vorteilhafte Kombination ihrer Merkmale zumindest jeder bekannten Glimmentlädungs-Zeitmeßanlage weit überlegen.
Weitere Merkmale der Erfindung betreffen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
Für ein weiteres Verständnis der Erfindung wird auch auf die gleichzeitig unter der Bezeichnung elektronische Uhr eingereichte Erfindung des Erfinders hingewiesen. An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Zählröhre gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig.2. F i g. 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2, F i g. 5 eine der F i g. 1 ähnliche Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Zählröhre gemäß der Erfindung, F i g. 6 eine teilweise geschnittene, vereinfachte Seitenansicht der in F i g. 5 dargestellten Zählröhre, F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 6, F i g. 8 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform einer der in F i g. 5 dargestellten ähnlichen Zählröhre längs der Linie 8-8 in F i g. 6, F i g. 9 einen der F i g. 7 ähnlichen Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform der Zählröhre längs der Linie 7-7 in F i g. 6, F i g. 10 eine schematische Darstellung des Grundgedankens der Erfindung, F i g. 11 eine schematische Darstellung des Grundgedankens der Erfindung, F i g. 12 eine schematische Darstellung des Grundgedankens der Erfindung, F i g. 13 eine schematische Darstellung des Grundgedankens der Erfindung, F i g. 14 eine Schaltskizze einer Steuerschaltung mit aktiven Elementen gemäß F i g. 11, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, F i g. 15 eine Schaltskizze einer Steuerschaltung ohne aktive Elemente gemäß F i g. 12, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, F i g. 16 ein Zeitdiagramm, in welchem die Wirkungsweise der in F i g. 15 dargestellten Schaltung gezeigt ist, F i g. 17 eine Schaltskizze einer anderen Ausführungsform der Steuerschaltung ohne aktive Elemente gemäß F i g. 12, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, F i g. 18 ein logisches Blockschaltschema einer abgeänderten Steuerschaltung, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, F i g. 19 eine Schaltskizze einer bestimmten Schaltung, welche in der logischen Weise der Schaltung gemäß F i g. 18 arbeitet, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, F i g. 20 ein teilweise als Schaltskizze ausgeführtes Blockschaltschema eines Mehrstufenzählers gemäß der Erfindung, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, F i g. 21 ein logisches Blockschaltschema einer Mehrstufen-Zählschaltung gemäß der Erfindung, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, F i g. 22 eine schematische Darstellung des Arbeitsverfahrens der in F i g. 21 dargestellten Schaltung, F i g. 23 ein logisches Blockschaltschema einer anderen Ausführungsform der Steuerschaltung mit aktiven Elementen gemäß F i g. 11, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist, und F i g. 24 eine Schaltskizze einer bestimmten Schaltung, welche in der logischen Weise der in F i g. 23 dargestellten Schaltung arbeitet, wobei die Zählröhre schematisch dargestellt ist. Gleiche Elemente sind in den Figuren durchweg mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Um die vorliegende Erfindung zu verstehen, müssen die Grundlagen von Gasentladungen berücksichtigt werden. Um eine Gasentladung zu erhalten, ist ein Paar von Elektroden im Abstand voneinander in einem Gehäuse angeordnet, welches ein gewöhnlich unter niedrigem Druck stehendes Gas enthält. Eine elektrische Spannung wird an die Elektroden gelegt. Da ideale Gase elektrisch nicht leiten, sollte anfänglich kein Strom zwischen der positiv geladenen Anode und der negativ geladenen Kathode fließen. Das Gas zwischen den Elektroden ist jedoch jederzeit dem Beschuß durch kosmische Strahlen und andere Kernstrahlung aus natürlichen Quellen ausgesetzt. Einige der Teilchen dieser Strahlen kollidieren mit Gasatomen zwischen den Elektroden. Die Atome geben Elektroden ab und werden ionisiert, indem sie ein Elektron verlieren oder gewinnen und positive oder negative Ionen werden. Die positiv geladenen Atome werden zur Kathode gezogen. Wenn das Potential zwischen Kathode und Anode klein oder der Abstand groß ist, besteht die Möglichkeit, daß ein ionisiertes Atom mit einem freien Elektron im Gas kombiniert und wieder zu einem neutralen Atom wird, bevor es die Kathode erreicht. Daher fließt nur ein sehr kleiner Strom zwischen Kathode und Anode. Einige positive Ionen, welche weit genug gewandert sind, wenn die Spannung groß genug ist, haben genug Energie und Impuls aufgenommen, daß sie beim Auftreffen auf die Kathode ein oder mehrere Elektronen freisetzen. Weiter können Elektronen und negative Ionen, welche auf die Anode zu wandern, wenn das Potential groß genug und die vor dem Zusammentreffen mit dem Gasmolekül durchlaufene Strecke groß genug ist, einen ausreichenden Impuls erlangen, um ein Gasatom beim Zusammentreffen zu ionisieren. Bei niedrigen Potentialen und großem Elektrodenabstand ist der Verlust von Ionen und Elektronen durch die Fusion zu den Wänden des Gehäuses und durch Rekombination zu neutralen Atomen viel wahrscheinlicher als die Erzeugung neuer Ionen durch die verschiedenen beschriebenen Kollisionsvorgänge. Bei einem gegebenen Elektrodenabstand werden jedoch beim Erreichen eines bestimmten charakteristischen Potentials, welches nachfolgend die Zündspannung genannt wird, mehr Ionen durch Zusammenstöße erzeugt als durch Diffusion und Rekombination verlorengehen. An diesem Punkt steigt der in der Entladung fließende Strom plötzlich an und würde sehr groß werden, wenn kein äußerer Widerstand im Kreis vorhanden wäre. Es ist dann an dieser Stelle eine charakteristische Glimmentladung vorhanden, welche gewöhnlich einen Abstand von 1/-. mm von der Kathode aufweist und als Kathodenglimmen bekannt ist. Dieser Glimmbereich ist ein Bereich intensiver Ionisation. Gewöhnlich bedeckt die Glimmentladung nicht die ganze Oberfläche der Kathode. Die überdeckte Fläche der Kathode ist proportional zu dem zwischen den Elektroden fließenden Strom.
Wenn ein gleiches oder größeres Potential als die Zündspannung an die Elektroden einer Gasentladungsröhre gelegt wird, in der keine Glimmentladung besteht, ist eine bestimmte Zeitspanne in der Größenordnung einiger Mikrosekunden, welche die Ionisationszeit genannt wird, zur Ionisierung und daher zur Ausbildung des Stromes bis zu dem durch den Außenwiderstand im Kreis begrenzten Wert erforderlich. Wie oben bemerkt, wird die ursprüngliche Ionisierung durch die kosmische Strahlung oder natürliche Kernstrahlung in der Umgebung erzeugt. Die charakteristische Zündspannung muß jedoch zur Auslösung der Glimmentladung an die Elektroden gelegt werden.
Wenn ein Elektrodenpaar nahe einer bestehenden Glimmentladung angeordnet ist, und zwar in einem Abstand von normalerweise einigen Millimetern, so wird der Raum zwischen den Elektroden infolge der Diffusion von Elektronen und Ionen aus der bestehenden Glimmentladung teilweise ionisiert. Dieser Ionisierungsgrad ist wesentlich größer als der auf natürlichen Quellen beruhende. Durch diese Ionisation wird die Zündspannung auf die sogenannte Übergangsspannung vermindert. Durch diese Wirkung wird die Verschiebung einer Glimmentladung von einer Kathode zu einer benachbarten Kathode in einer linearen Reihe in den oben beschriebenen Dekatronröhren und gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht. Am nächsten an einer im Glimmzustand befindlichen Kathode liegende Kathoden, welche eine verminderte Zündspannung (die übergangsspannung) aufweisen, werden als »vorgespannte« Kathoden bezeichnet.
Wenn eine Glimmentladung zwischen einer Kathode und einer Anode besteht, ist zwischen denselben ein charakteristisches Potential vorhanden, welches nachfolgend die Haltespannung genannt wird und von dem verwendeten Gas abhängt. Um eine Glimmentladung aufrechtzuerhalten, muß der mit der Kathode und Anode verbundene äußere Kreis bei der Haltespannung denselben Strom zuführen können. Wenn man das an die Kathode und Anode gelegte Potential unter die Haltespannung abfallen läßt, so hört die Glimmentladung auf. Die Kathode bleibt jedoch für die Entionisierungszeit des Gases, d. h. die Zeit, welche während der Wiedervereinigung der meisten ionisierten Atome mit freien Elektronen vergeht, vorgespannt. Für die meisten Gase liegt diese Zeitspanne in der Größenordnung von einigen Mikrosekunden und ist wesentlich größer als die Ionisierungszeit. Für ein weiteres Verständnis solcher Gasentladungsvorrichtungen wird auf folgende Literaturstellen verwiesen: A c t o n & S w i f t, Cold Cathode Discharge Tubes, Acadamic Press, Inc., New York, 1963; Rudolf See 1 i g e r, Angewandte Atomphysik, Julius Springer, Berlin, 1938; und Leonard B. Loeb, Basic Processes of Gaseous Electronics, 2. Auflage, University of California Press, 1955.
Aus den F i g. 1 bis 9 ist ersichtlich, daß die elektronischen Zähler 20 gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von in gleichen Abständen angeordnete Kathoden 26 (wie z. B. in F i g. 1 gezeigt) in einer zur Aufrechterhaltung einer Gasentladung geeigneten Atmosphäre aufweisen. Die Kathoden 26 (F i g. 1, 2 und 3), 54 (F i g. 5, 6 und 7) und 64 (F i g. 9) können in einem Kreis auf ebenen Trägern angeordnet sein. Sie können auch in einer geraden Linie oder in einer Schlangenlinie angeordnet sein, oder sie können aus einer Vielzahl von nach oben stehenden Stiften bestehen, wie es bei den bekannten Dekatronröhren der Fall ist. Die Kathoden liegen in gleichen Abständen von einer gemeinsamen Anode, welche aus einem dieselben überdeckenden Sieb oder Gitter 30, wie in F i g. 2 gezeigt, aus einer ebenen Platte 58 mit Buchstaben- oder zahlenförmigen Öffnungen 62, wie in F i g. 8 gezeigt, oder aus einer ebenen Scheibe 72 in der gleichen Ebene wie eine kreisförmige Reihe von Kathoden 64 bestehen, wie in F i g. 9 gezeigt.
Aus den F i g. 10 bis 13 ist ersichtlich, daß die Kathoden iterativ in eine Mehrphasenschaltung geschaltet sind. Beispielsweise sind die Kathoden der F i g. 10, 11 und 12 in Dreiphasenkreise mit gemeinsamen Anschlüssen I, II und III geschaltet. Wenn bei den Kathoden Richtungsgeber oder Direktoren 66, wie in F i g. 9 gezeigt, oder andere asymmetrische übergangseinrichtungen bekannter Art verwendet werden, so können dieselben durch Pfeile, wie in F i g. 13 gezeigt, dargestellt werden, wobei die Pfeile die bevorzugte Übergangsrichtung angeben. Asymmetrische Kathoden können in eine Zweiphasenschaltung mit gemeinsamen Anschlüssen I und II geschaltet werden, wie in F i g. 13 gezeigt.
Ein sehr wichtiger und bemerkenswerter Unterschied der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß jede der Kathoden gemäß der Erfindung eine Fortschaltkathode ist und keine Führungskathoden verwendet werden.
Der Betrieb der Gasentladungs-Zählröhren gemäß der Erfindung wird in Bezug auf F i g. 10 folgendermaßen erläutert: Die Anode 30 ist mit einer nicht gezeigten positiven Potentialquelle an der Klemme 78 über den Widerstand RA verbunden. Jede der mit den gemeinsamen Anschlüssen I, II und III verbundenen Elektroden wird ausreichend negativ vorgespannt, um eine Glimmentladung zwischen einer der Kathoden 26 und der Anode 30 aufrechtzuerhalten, wie durch den horizontalen Linienteil der Spannungswellenformen a, b und c im Zeitdiagramm auf der linken Seite der F i g. 10 angegeben. Die Wellenformen a, b und c werden jeweils auf die Klemmen I, 1I bzw. III gegeben. In Abhängigkeit der ankommenden Einheitszählimpulse erzeugt eine Steuerschaltung, wie sie in den F i g. 11 und 12 gezeigt und mit den Klemmen I, II und III verbunden ist, eine Dreiphasenstufenwirkung, indem sie die im Zeitdiagramm in F i g. 10 gezeigten negativen Impulse zyklisch auf die drei Klemmen I, 1I und III gibt. Wenn man annimmt, daß eine Glimmentladung an der Kathode 5 vorhanden ist, so wird dieselbe durch das der Anode zugeführte positive Potential und die der Klemme II zugeführte negative Vorspannung aufrechterhalten. Es -diffundieren Ionen in die Spalte zwischen den Kathoden 4 und 6, und diese werden »vorgespannt«, so daß durch Anlegen eines Potentials, welches geringer ist als die Zündspannung, dieselben zünden und eine Glimmentladung halten. Dieses Potential wird die übergangsspannung genannt.
Die Kathode 5 wurde in Abhängigkeit von einem negativen Impuls an der Klemme 1I zum Zeitpunkt T = 5 gezündet, wie im Zeitdiagramm angegeben. Beim Aufgeben eines negativen Impulses zum Zeitpunkt T = 6 an der Klemme III wird das Potential an allen damit verbundenen Kathoden, d. h. den Kathoden 3, 6, 9 und 12, auf die übergangsspannung abgesenkt. Jedoch nur die Kathode 6 wird sowohl vorgespannt und mit einem übergangspotential beaufschlagt. Daher beginnt eine Glimmentladung nur an der Kathode 6. Anfänglich, während der negative Schaltimpuls zum Zeitpunkt T = 6 noch vorhanden ist, erfordert der anfängliche Strom durch die zweite Glimmentladung von der Anode 30 zur Kathode 6, daß ein zusätzlicher Strom durch den Anodenwiderstand RA fließt. Dadurch wird das Potential an der Anode 30 weniger positiv, und es fällt die Spannung zwischen der Anode 30 und der Kathode 5 unter die Haltespannung, wodurch die Gasentladung an der Kathode 5 aufhört. Das Anodenpotential wird sodann positiver und kommt wieder auf die Normalspannung, wodurch es die Glimmentladung an der Kathode 6 auch nach der Beendigung des negativen Impulses zum Zeitpunkt T = 6 weiterhin aufrechterhält.
Die Glimmentladung wird nicht zur Kathode 3 geschaltet, da sie zu weit von der Kathode 5 entfernt ist, um vorgespannt zu werden, auch wenn das Potential an der Kathode 3 sich kurzzeitig auf der übergangsspannung befindet. Die Glimmentladung wird nicht zur Kathode 4 oder 7 geschaltet, da diese Kathoden während dieser Schaltperiode nicht mit der übergangsspannung gespeist werden.
Es wird bemerkt, daß eine Dreiphasenschaltung erforderlich ist, um Vorsorge zu treffen, daß die Glimmentladung jeweils in der gleichen Richtung weitergeschaltet wird, wenn symmetrische Kathoden verwendet werden, da der Einfluß jeder Kathode auf ihre Nachbarkathoden in beiden Richtungen gleich ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wie in F i g. 13 gezeigt, kann gemäß der Erfindung eine Zweiphasenschaltung verwendet werden. Dabei werden in Abhängigkeit von jedem Einheitsimpuls die Klemmen I und II abwechselnd negativ impulsiert, wie durch die Spannungswellenformen a und b im Zeitdiagramm der F i g. 13 gezeigt. Die Klemmen I und 1I werden ausreichend negativ vorgespannt, um eine Glimmentladung zwischen irgendeiner damit verbundenen glimmenden Kathode und der Anode wie bei dem vorangehenden Beispiel aufrechtzuerhalten. Es werde abermals angenommen, daß die Kathode 5 sich im Glimmzustand befindet. Wenn der Impuls zum Zeitpunkt T = 6 auf die Klemme II gegeben wird, wird die Übergangsspannung an die Kathoden 2, 4, 6, 8, 10 und 12 gelegt, welche damit verbunden sind. Infolge der Asymmetriewirkung ist die Kathode 6 jedoch ausreichend mehr vorgespannt als die Kathode 4, und es beginnt nur die Kathode 6 beim übergangspotential zu glimmen. Bei Auslösung dieser Glimmentladung fällt das positive Potential an der Anode unter den zur Aufrechterhaltung einer Entladung an der Kathode 5 ausreichenden Wert, wodurch diese Glimmentladung gelöscht und nunmehr vollständig zur Kathode 6 fortgeschaltet wird. Daher kann bei asymmetrischen Kathoden die Glimmentladung nur mit einer Zweiphasenschaltung in einer Richtung fortgeschaltet werden. Es wird jedoch bemerkt, daß in einer asymmetrischen Zweiphasenanlage die Glimmentladung nicht rückwärtsgeschaltet werden kann, d. h. von den Kathoden 5 nach 4 und nach 3 usw., wie es bei den in den F i g. 10, 11 und 12 dargestellten Dreiphasenschaltungen ausgeführt werden kann, indem lediglich der Drehsinn der negativen Impulse von der Reihenfolge Klemme I, II, HI, I, II usw. auf die Reihenfolge Klemme III, II, I, III, II usw. umgekehrt wird.
In den Steuerschaltungen gemäß der Erfindung können aktive Elemente, wie in F i g. 11 gezeigt, verwendet werden, in welchem Fall die Steuerschaltung nicht durch die Zählröhre selbst beeinflußt werden muß, wie es bei den in den F i g. 14 und 21 gezeigten Ringzählerschaltungen der Fall ist. Andererseits können in der Steuerschaltung keine aktiven Elemente verwendet werden, wie in F i g. 12 gezeigt, in welchem Fall die mit einer der Klemmen I, II, III verbundene glimmende Kathode die Schaltung derart beeinflußt, daß ein auf dieselbe gegebener Einheitszählimpuls eine geeignete Schaltung verursacht, um die Glimmentladung an der benachbarten, mit der nächstfolgenden Steuerklemme verbundenen Kathode auszulösen. Dies stellt einen Unterschied zu der Anordnung beim Ringzähler dar, indem der Zustand der Glimmentladung in der Zählröhre den Speicher darstellt, welcher die Einschaltung der nächsten Steuerklemme bestimmt. Solche Schaltungen sind in den F i g. 15, 17, 18, 19, 23 und 24 dargestellt. Während die Schaltungen der F i g. 15 und 17 nur passive Elemente verwenden, verwenden die Schaltungen der F i g. 19 und 24 aktive Elemente, aus Zweckmäßigkeitsgründen beispielsweise Koinzidenzgatter, sogenannte logische Und-Schaltungen Es wird weiter bemerkt, daß der Betrieb der Schaltungen gemäß Fig. 15 und 17 etwas anders ist als der in den Zeitdiagrammen der F i g.10 und 13 dargestellte. Bei der in F i g. 15 dargestellten Schaltung läßt die Aufgabe eines Einheitszählimpulses auf die Anode 30 über den Kondensator CA das zwischen Kathode und Anode liegende Potential an allen mit den Klemmen I, II und III verbundenen Kathoden auf einen Wert abfallen, welcher unterhalb des zur Aufrechterhaltung einer Glimmentladung ausreichenden Werts liegt, und die Entladung der Kondensatoren C1, C2 und C3, welche entsprechend der Klemme, mit der die glimmende Kathode verbunden war, in gerichteter Weise geladen sind, bewirkt, daß ein negatives Potential auf die nächstfolgende Klemme gegeben wird, welches ausreicht, eine Glimmentladung an einer vorgespannten Kathode auszulösen.
Bei der in F i g. 17 dargestellten Schaltung wird ein auf die Eingangsklemme 120 gegebener Einheitszählimpuls vorzugsweise infolge der Vorspannwirkung der Dioden D1, D2 und D3 der Schaltung und der vorher glimmenden Kathode auf die richtige Klemme gegeben. Dadurch wird eine zweite Glimmentladung an einer mit der vorgespannten Klemme verbundenen Kathode ausgelöst. Die vorangehende Glimmentladung wird sodann in der oben in Verbindung mit den F i g. 10 und 13 erläuterten Weise gelöscht. Es ist für den Fachmann klar, daß zwar der Widerstand RA in allen dargestellten Schaltungen direkt mit der Anode 30 verbunden ist, daß er jedoch auch an irgendeiner anderen Stelle in der Schaltung einschließlich der Kathoden 26, der Anode 30 und der dafür vorgesehenen, nicht gezeigten Spannungsquelle angeordnet sein kann. Sein Zweck besteht bei allen Schaltungen darin, den Strom in der Zählröhre zu begrenzen, und er besteht bei einigen Schaltungen darin, einen Spannungsabfall von den Kathoden zur Anode bei Zündung von zwei Kathoden zu erzeugen.
Obwohl die Schaltungen der F i g. 14, 15, 17, 18 und 19 alle Dreiphasenschaltungen zum Anschluß an drei Steuerklemmen sind, können sie leicht in Zweiphasenschaltungen, welche im wesentlichen in der gleichen Weise arbeiten, zwecks Anschluß an Zweiphasenzähler gemäß F i g. 13, umgewandelt werden. In jedem Fall kann ein Teil der Schaltung weggelassen werden, und eine Kurzschlußverbindung oder Kurzschlußverbindungen müssen hergestellt werden, wie durch gestrichelte Linien in den F i g. 14, 15, 17, 18 und 19 gezeigt.
Weiter kann die Anzahl der Phasen durch Wiederholung der Schaltung zum Anschluß an eine größere Anzahl von Steuerklemmen erhöht werden, wenn gewünscht, was ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt.
Wenn die höchste zu zählende Zahl nicht gleich der Zahl der Kathoden in der Zählröhre oder keine ganze, ein Vielfaches der Phasenzahl der verwendeten Steuerschaltung bildende Zahl ist, so können gemäß der Erfindung verschiedene Korrekturschaltungen verwendet werden.
Wenn es beispielsweise erwünscht ist, auf Zehn zu zählen, so ist die einfachste Anlage eine Zählröhre mit zehn asymmetrischen Kathoden, welche in eine Zweiphasenschaltung gemäß F i g. 13 geschaltet sind. Eine besondere Zählröhre für diesen Zweck ist in F i g. 9 gezeigt.
Eine Ausführungsform zur Zählung bis Zehn unter Verwendung einer Dreiphasen-Zählröhre mit zwölf Kathoden ist in F i g. 21 gezeigt. Ein Dreidekadenzähler zum Zählen auf 1000 weist Dekaden 136, 138 und 140 auf. Jede der Dekaden ist wie die für die Dekade 136 dargestellte Schaltung aufgebaut. Der Grundgedanke dieser Anlage ist der folgende: Nach dem Empfang von neun Zählungen befindet sich die Neun-Kathode im Glimmzustand. Beim Empfang der zehnten oder 0-Zählung gibt das Flip-Flop A einen Impuls auf die Klemme I, um ein Glimmen der Kathode X zu bewirken. Dadurch wird ein Signal durch die Diode DX 2, die Oder-Schaltung 148 und die Oder-Schaltung 150 als zweites Zählsignal zum Ringzähler 88 gegeben. Infolgedessen gibt das Flip-Flop B ein Schaltsignal auf die Klemme 1I, wodurch die Kathode Y zu glimmen beginnt. Auf die gleiche Weise wird ein Signal erzeugt, welches durch die Diode DY 2, die Oder-Schaltung 148 und die Oder-Schaltung 150 geht, um abermals ein Schalten des Ringzählers 88 und ein Glimmen der Null-Kathode zu bewirken. Daher wird in Abhängigkeit von einer einzigen Eingangs-Einheitszählung die Glimmentladung von der Kathode 9 zur Kathode X, zur Kathode Y und zur Null-Kathode geschaltet. Die Glimmentladung an einer dieser Kathoden, beispielsweise der Kathode Y, wird dazu verwendet, um einen Ausgangsimpuls auf die nächste Stufe 138 als Einheitszählung für diese zu geben.
Eine andere Anlage zum Zählen bis Zehn durch eine Dreiphasenschaltung ist in den F i g. 23 und 24 dargestellt. Es werden nur zehn Kathoden in den Zählröhren für diese Schaltungen verwendet, wie in den F i g. 5, 6, 7 und 8 dargestellt. Wie am besten aus F i g. 23 ersichtlich, ist die zehnte oder Null-Kathode nicht mit einer der Steuerleitungen verbunden. Wenn die neunte Kathode glimmt, geht ein Einheitszählsignal an der Steuerklemme 154 durch die Und-Schaltung 156C und löst eine Glimmentladung an der Kathode 0 aus. Wenn die Kathode 0 glimmt, kann eine ankommende Einheitszählung durch die Und-Schaltung 156 D gehen, um eine Glimmentladung an der mit der Klemme I verbundenen Kathode 1 auszulösen. Diese Anlage weist gegenüber der in F i g. 21 gezeigten Anlage den Vorteil auf, daß die Glimmentladung in Abhängigkeit von einer einzigen Zählung nicht zu einer Zwischenkathode geschaltet werden muß, wie es bei der Schaltung gemäß F i g. 21 der Fall ist. Unter bestimmten Umständen kann dies eine höhere maximale Zählgeschwindigkeit ermöglichen.
Zählröhren Wie insbesondere aus den F i g. 1, 2, 3 und 4 ersichtlich, weist eine elektronische Zählröhre 20 gemäß der Erfindung eine keramische Basis 22 und einen durchsichtigen Gasdeckel 24 auf, welche eine Gasmischung einschließen, die zur Aufrechterhaltung einer Glimmentladung geeignet ist. Eine Mehrzahl von streifenförmigen Glimmkathoden 26 ist auf einem keramischen Träger 28 durch bekannte Schaltungsdruckverfahren aufgebracht. Die Kathoden 26 sind etwa 6,35 cm (21/z inches) lang und 1,5 mm breit. Am Punkt ihrer größten Annäherung nahe der Mitte des Trägers 28 weisen sie einen gegenseitigen Abstand von 1,5 mm auf.
Eine gemeinsame Metallgitteranode 30 ist im Abstand von 1,5 mm oberhalb der Kathoden 26 angeordnet. Die Anordnung zum Halten der Gitteranode 30 oberhalb der Kathoden 26 weist einen Messingring 32 mit einer Ringnut 34 auf. Ein Metallring 36 sitzt in der Nut 34 und spannt das Gitter 30 während des Zusammenbauens fest ein. Der Abstand von 1,5 mm oberhalb der Kathoden 26 wird durch einen keramischen Abstandsring 38 erzeugt. Die ganze Anordnung wird am Träger 28 mittels vier Schrauben 40 festgeklemmt.
Der Ring 32 kann Angaben 41 zur Kennzeichnung der Kathoden 26 tragen, welche in denselben geschnitten oder auf diesen gedruckt sind.
Mit Ausnahme der Kathoden Null, X und Y ist jede dritte Kathode 26 mit einer der drei gemeinsamen Leitungen 42, 44 und 46 verbunden, welche auf die Rückseite des Trägers 28 gedruckt sind (F i g. 4). Diese Verbindungen werden in der dargestellten Weise mittels durchgedruckten Anschlüssen 48 bewirkt. Die Sammelleitungen 42, 44 und 46 sind mit Durchführungsstiften 50 verbunden, welche durch die Basis 22 der Zählröhre 20 geführt sind. Die Gitteranode 30 ist gleichermaßen mit einem Durchführungsstift 52 verbunden, und die Kathoden 0, X und Y sind mit nicht gezeigten einzelnen Durchführungsstiften verbunden.
Die Kathoden 26 können aus Kupfer oder Molybdän oder anderen in der Technik der Glimmentladungsröhren bekannten Stoffen bestehen. Die Röhre kann mit einer Mischung gefüllt sein, welche mit dem Kathodenmetall verträglich ist, um die gewünschten Betriebsspannungen zu erzielen. Beispielsweise kann die Röhre mit Argon unter einem Druck von 40 bis 50 Torr oder mit Neon unter einem Druck von 60 m Hg gefüllt sein.
Die Zählröhren gemäß der Erfindung können verschiedene andere Formen besitzen. Beispielsweise weist die in den F i g. 5, 6 und 7 dargestellte Zählröhre ein Glasgehäuse 24 und eine Keramikbasis 22 auf. Sie weist zehn kreissektorförmige Kathoden 54 auf, welche auf einen keramischen Träger 56 gedruckt sind. Alle Kathoden 54 mit Ausnahme einer sind mit drei Sammelleitungen 42, 44 und 46 verbunden, wobei jede dritte Kathode jeweils gemeinsam mit durchgedruckten Kontakten 48 verbunden ist.
Die Anode 58 ist ein festes Metallelement mit in dasselbe oberhalb der Kathoden 54 geschnittenen Öffnungen 60. Die Öffnungen 60 können kreisförmig sein, wie in F i g. 5 gezeigt, können wie die Zeiger einer Uhr oder als Angaben 62 geformt sein, wie in F i g. 8 gezeigt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 9 sind die Kathoden 64 mit Richtungsgebern 66 versehen und mit zwei Sammelleitungen 68 und 70 verbunden, wobei jede zweite Kathode mit Ausnahme der Null-Kathode mit der gleichen Sammelleitung verbunden ist. Die Richtungsgeber 66 bewirken in bekannter Weise, daß-die im Gegenzeigersinn am nächsten an einer glimmenden Kathode liegende Kathode, wie aus F i g. 9 ersichtlich, mehr vorgespannt wird als die im -Uhrzeigersinn von einer glimmenden Kathode liegenden Kathoden, so daß die Glimmentladung von Kathode zu Kathode im Gegenzeigersinn, betrachtet gemäß F i g. 9 mittels einer Zweiphasenschaltung geschaltet werden kann. Dies wird unten näher erläutert.
Eeine gemeinsame Anode für die Kathoden 64 kann durch ein Gitter 30 gemäß F i g. 2 oder durch eine Platte 58 gemäß F i g. 5, 6 und, 8 gebildet werden. Anstatt dessen kann eine flache gedruckte Anode 72 gemäß F i g. 9 in der gleichen Ebene wie die Kathoden 64 gedruckt werden.
Bei den in den F i g. 5 bis 9 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung werden die äußeren Anschlüsse an die gemeinsamen Leitungen 42, 44 und 46, 68 und 70 zu den Anoden 58 und 72 und zu den Null-Kathoden 54 und 64 durch Durchführungsstifte 74 gebildet (F i g. 6).
Zählröhren für die Verwendung mit den Steuer= schaltengen gemäß der Erfindung können in der gleichen Weise wie die bekannten Dekatronröhren hergestellt werden. Steuerschaltungen Die Steuerschaltungen gemäß der Erfindung werden an Hand der F i g. 10 bis 13 erläutert. Wenn die Kathoden 26 mit drei Sammelleitungen 42,44 und 46 verbunden sind, werden drei Steuerklemmen I, II und III gebildet. Die gemeinsame Anode, beispielsweise die Anode 30, ist über einen Widerstand RA mit einer nicht gezeigten, positiven Potentialquelle an der Klemme 78 verbunden. Jede der Klemmen I, II und III ist mit einer nicht gezeigten negativen Potentialquelle verbunden, so daß die zwischen der Anode 30 und allen Kathoden 26 liegende Spannung zur Aufrechterhaltung einer Glimmentladung an irgendeiner der Kathoden 26 ausreicht, wie durch die horizontalen Linienteile der Spannungswellen, formen a, b und c angezeigt. In Abhängigkeit von jedem Einheitszählsignal gibt eine mit den Klemmen I, 1I und HI verbundene Steuerschaltung zyklisch auf eine derselben einen negativen Impuls. Dadurch wird die Spannung zwischen den damit verbundenen Kathoden 26 und der Anode 30 auf einen Wert angehoben, welcher zur Zündung einer Glimmladung an einer damit verbundenen Kathode ausreicht, wobei diese Kathode einer Kathode am nächsten benachbart ist, an welcher eine Glimmentladung dann auftritt oder gerade aufgetreten ist. Dieser Potentialanstieg reicht nicht aus, um eine Entladung an einer nicht vorgespannten Kathode auszulösen. Die Spannungswellenformen an den Steuerklemmen I, II und III sind im Zeitdiagramm auf der linken Seite der F i g. 10 mit a, b und c bezeichnet. Weiter wird angenommen, daß die Einheitszählsignale zu den Zeitpunkten T=1, T=2, T=3 usw. empfangen werden. Die vertikalen gestrichelten Linien zeigen an, daß die Einheitszählsignale nicht in festen Zeitintervallen empfangen werden müssen, sondern zufällig auftreten können.
Für ein eingehenderes Verständnis der Erfindung werde beispielsweise angenommen, daß eine Glimmentladung an der Kathode 5 vorhanden ist. Diese Entladung wird aufrechterhalten, da das normalerweise auf die Klemme Il gegebene Potential genau die Haltespannung bezüglich der Anode 30 ist. Eine andere Erklärung dafür besteht darin, daß die zwischen die Klemme 78 und die Klemme II geschaltete Steuerschaltung in der Lage ist, einen ausreichenden Strom durch die Schaltung zu schicken, um die Glimmentladung aufrechtzuerhalten, wenn die Spannung zwischen der Kathode 5 und der Anode 30 auf der Haltespannung festgelegt wird, was eine Eigenschaft der Zählröhre selbst darstellt. Gleichermaßen genügen die zwischen die Klemmen I und III sowie die Klemme 78 geschalteten Schaltungen, um Strom zur Aufrechterhaltung einer Glimmentladung an irgendeiner damit verbundenen glimmenden Kathode zuzuführen.-Zum Zeitpunkt T=6 wird ein Einheitszählimpuls empfangen. In Abhängigkeit davon gibt die Steuerschaltung einen negativen Impuls auf die Steuerklemme III. Dieser negative Impuls genügt, um die Potentialdifferenz zwischen den Kathoden 3, 6, 9 und 12 und der Anode 30 auf die charakteristische Übergangsspannung der Röhre zu erhöhen. Diese Spannung ist geringer als die Zündspannung, d. h. die Spannung, bei welcher eine Glimmentladung zwischen einer Kathode 26 und der Anode 30 ausgelöst wird, wenn keine Glimmentladung in der Röhre besteht. Daher wird keine Glimmentladung an den Kathoden 3, 9 und 12 ausgelöst. Die Kathode 6 ist jedoch vorgespannt worden. Das bedeutet, daß Streuionen zwischen der Kathode 6 und der Anode 30 vorhanden sind und die Zündspannung zwischen denselben auf die übergangsspannung abgesenkt ist. Daher beginnt eine Glimmentladung zwischen der Kathode 6 und der Anode 30.
Dadurch wird der Strom durch den Widerstand RA erhöht. Die Erhöhung des Stroms im Widerstand RA erhöht die Spannung zwischen der Klemme 78 und der Anode 30, wodurch das Potential zwischen der Anode 30 und den Kathoden 26 fällt. Bei allen mit den Sammelleitungen 42 und 44 verbundenen Kathoden und insbesondere bei der Kathode 5 ist dieses Potential nun geringer als die Haltespannung, und die Glimmentladung an der Kathode 5 hört auf. Die Glimmentladung an der Kathode 6 hört nicht auf, da der negative Impuls zum Zeitpunkt T=6 immer noch auf dieselbe gegeben wird. Dem Fachmann ist verständlich, daß der negative Impuls zum Zeitpunkt T= 6 daher länger dauern muß als die Entionisierungszeit zwischen der Anode 30 und der Kathode 5, um die neu ausgelöste Glimmentladung an der Kathode 6 aufrechtzuerhalten, bis die Möglichkeit der Wiederherstellung einer Glimmentladung an der Kathode 5 ausgeschaltet ist.
Daher kann die Glimmentladung in Abhängigkeit von einer Einheitszählung auf eine Kathode übertragen werden, welche derjenigen am nächsten benachbart ist, an welcher vorher eine Glimmentladung bestand, um den Empfang einer Einheitszählung anzuzeigen.
Die Zählröhre kann so ausgebildet sein, daß sie rückwärts zählt oder subtrahiert, indem die negativen Schaltsignale auf die Klemmen I, II und IH in der entgegengesetzten zyklischen Reihenfolge gegeben werden, d. h. anstatt in der Reihenfolge Klemme I, 1I, 11I, I, 1I usw. in der Reihenfolge Klemme III,II, I, 11I, 1I usw.
Die Steuerschaltungen gemäß der Erfindung können mit aktiven Elementen versehen sein, wie bei der Steuerschaltung 80 in F i g. 11, oder sie können mit nur passiven Elementen versehen sein, wie bei der Steuerschaltung 82 gemäß F i g. 12.
Der Fachmann für Zählröhren sieht, daß die Anzahl von Schaltungen (d. h. der Phasen der Gesamtschaltung), mit welchen die Kathoden 26 verbunden sind, innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung auf mehr als drei erhöht werden kann.
Wenn die Zählröhre asymmetrische Kathoden enthält, wie die Kathoden 64 mit Richtungsgebern 66 gemäß F i g. 9, oder in schrägen Ebenen angeordnete Kathoden oder solche, welche in bekannter Weise aus zwei Bereichen mit verschiedenen Metallen gebildet sind, so können Zweiphasenschaltungen gemäß F i g. 13 verwendet werden. Hierbei sind die asymmetrischen Kathoden 64 durch Pfeile angezeigt. Die zwei Sammelleitungen, beispielsweise die Sammelleitungen 68 und 70 in F i g. 9, sind mit zwei Steuerklemmen I und 1I verbunden. Diese werden zyklisch mit negativen Signalen beim Empfang eines Einheitszählimpulses gespeist und sind im übrigen auf die Haltespannung vorgespannt, welche für die Röhre charakteristisch ist, wie in den Kurven a und b im Zeitdiagramm auf der linken Seite der F i g. 13 angegeben.
Wenn angenommen wird, daß an der Kathode 5 eine Glimmentladung besteht, wird der negative Impuls zum Zeitpunkt T=6 durch die Klemme 1I auf die Sammelleitung 70 gegeben. Die Spannung, welche zwischen der Anode 76 und der Kathode 4 zum Auslösen einer Glühentladung erforderlich ist, ist größer als die Spannung, welche zwischen der Anode 76 und der Kathode 6 angelegt werden muß, und zwar infolge der Asymmetrie der Kathoden. Der auf die Klemme 1I gegebene negative Impuls ist klein genug, so daß das Potential zwischen der Kathode 4 und der Anode 76 nicht den zum Auslösen einer Glimmentladung erforderlichen Wert erreicht, jedoch groß genug ist, um eine Glimmentladung an der Kathode 6 auszulösen. Auf diese Weise wird eine Glimmentladung an der Kathode 6 ausgelöst. Die bestehende Glimmentladung an der Kathode 5 wird mittels des erhöhten Spannungsabfalls am Anodenwiderstand RA in der oben in Verbindung mit F i g. 10 beschriebenen Weise beendet. Ringzähler-Steuerschaltung Eine Ringzähler-Steuerschaltung zur Betätigung einer Dreiphasen-Zählröhre gemäß der Erfindung ist in F i g. 14 dargestellt.
Die in F i g. 14 gezeigte Schaltung kann zum Steuern irgendeiner Dreiphasen-Zählröhre gemäß der Erfindung und insbesondere der Zählröhre gemäß den F i g. 1 bis 4 verwendet werden. Bei der in F i g. 14 dargestellten Steuerschaltung, welche ein Beispiel für eine Steuerschaltung mit aktiven Elementen (F i g. 11) ist, sind die Kathoden X und Y der Zählröhre 20 (F i g. 1) mit den Steuerklemmen I bzw. II verbunden. Die Null-Kathode ist über eine Diode 84 mit der Steuerklemme III verbunden. Jede Steuerklemme ist über einen der drei Kathodenwiderstände 86A, 86B und 86C gemäß Fig. 14 mit Erde verbunden. Die Werte des Anodenwiderstandes RA und der Kathodenwiderstände 86 sind entsprechend der an der Klemme 78 angelegten Netzspannung gewählt, so daß eine an irgendeiner Kathode innerhalb der Glimmentladungsröhre bestehende Glimmentladung aufrechterhalten wird. Das Fortschalten wird durch einen allgemein mit 88 bezeichneten Dreiphasen-Ringzähler gesteuert. Dieser weist drei Stufen auf, welche gleich der durch gestrichelte Linien bezeichneten Stufe 90 ausgebildet sind. Die Stufen sind gemeinsam über eine einen Widerstand 92, eine Induktivität 94 und eine Diode 96 enthaltende Schaltung mit Erde verbunden. Sie sprechen auf Einheitszählsignale an der Klemme 98 an, welche über den mit Erde verbundenen Widerstand 100 aufgegeben werden. In Abhängigkeit von jedem Einheitszählsignal (einen positiven Impuls) an der Klemme 98 schaltet der Ringzähler 88, so daß die in F i g. 10 angegebenen negativen Signale zyklisch auf die Steuerklemmen I, II und III gegeben werden.
Die Schaltung gemäß F i g. 14 kann zur Steuerung einer Zweiphasen-Zählröhre gemäß den F i g. 9 und 13 abgeändert werden, indem die dritte Stufe 90 des Ringzählers weggenommen und die Kurzschlußverbindungen 102 und 104 in der dargestellten Weise hergestellt werden. Der Betrieb der Zweistufen-Steuerschaltung ist mit Ausnahme der Anzahl der vorgesehenen Phasensignale und der Anzahl von Steuerklemmen gleich demjenigen der Dreiphasenlage. Es ist dem Fachmann klar, daß mehrere wie die Stufe 90 ausgebildete Stufen in ähnlicher Weise hinzugefügt werden können, um Zählröhren mit mehr als drei Phasen (d. h. Steuerklemmen) zu steuern.
Eine Glimmentladung wird an der Null-Kathode ausgelöst, indem ein Potential angelegt wird, welches gleich der Zündspannung zwischen der Null-Kathode und der Anode 30 an der Klemme 106 ist. Dieses negative Potential an der Klemme 106 wird durch die Diode 84 gesperrt und beeinflußt den Ringzähler 88 nicht. Wenn der Zähler auf Zwölf gezählt hat, ergibt das Vorhandensein der Glimmentladung an der Null-Kathode ein positives Signal an der Klemme 106, welches als der Ausgang der Zählröhre dient und auf eine weitere Zählröhrenstufe gegeben werden kann.
Nachfolgend wird der Ringzähler 88 im einzelnen beschrieben: Der Ringzähler 88 ist im wesentlichen bekannt. Er enthält steuerbare Siliziumgleichrichter (nachfolgend SCR genannt) Q,4, Q8, und Qc, welche vom Typ GE 6 CF sein können. Jeder SCR ist mit einer Mehrzahl von elektrischen Elementen mit gleichen Werten und Funktionen zusammengeschaltet. Diese Elemente tragen die gleiche Bezugszahl, gefolgt von einem A, B oder C, wobei der zugehörige SCR mit dem gleichen Index gekennzeichnet ist. Ein Widerstand 184 ist zwischen die Kathode und die Steuerelektrode jedes SCR geschaltet. Die Anoden jedes SCR sind über einen Widerstand 186 mit der Klemme 108 verbunden, welche auf einem positiven Potential von 40 Volt liegt.
Die Anoder jedes SCR ist über einen Kondensator 188 mit Erde verbunden. Die Anode jedes SCR ist mit der Steuerelektrode jedes nachfolgenden SCR über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 190 und einem Kondensator 192 verbunden. Die Verbindungsklemme zwischen jedem Widerstand 190 und Kondensator 192 ist über eine Diode 194 mit der Klemme 98 verbunden. Jeder SCR gibt während seines Schaltvorgangs ein Signal auf eine Steuerklemme I, II oder III über ein Netzwerk, welches einen Kondensator 204 in Reihe mit einer Parallelschaltung aus einer Diode 206 und einem Widerstand 208 enthält.
Die SCR QA, QB und QC sind so miteinander verbunden, daß einer derselben sich jederzeit im leitenden Zustand befindet. Wenn man annimmt, daß der SCR Q8 leitet, so liegt im wesentlichen keine Spannung an seiner Kathoden-Anoden-Verbindung. Die Werte der Widerstände im Netzwerk sind so gewählt, daß die Potentiale der Steuerelektroden der SCR QA, QB und QC für die Zündung positiv genug sind und QB leitend bleibt.
Die positiven Einheitszählimpulse an der Klemme 98 werden auf Steuerdioden 194 gegeben. Die Dioden 194A und 194C sind durch das positive Potential an den Anoden von QA und Qc rückwärts vorgespannt. Die Diode 194B ist jedoch durch das im wesentlichen auf Erde liegende Potential an der Anode von QB vorwärts vorgespannt. Dabei geht ein positiver Impuls an der Klemme 98 nicht durch das Steuergatter der Dioden 194A oder 194 C, um die Steuerelektroden von QB oder QA positive vorzuspannen, aber er geht durch die Diode 194B, um die Steuerelektrode von Q c positiv vorzuspannen, welcher daraufhin zündet. Die Anode von Q C geht daraufhin etwa auf Erdpotential. Dieser negative Impuls an der Anode von Qc wird über den Kondensator 204C und die Diode 206 C zur Klemme 46 gegeben, um die damit verbundene vorgespannte Kathode zu zünden.
Wenn der SCR Q C eingeschaltet wird, geht die Kathode desselben augenblicklich auf ein positives Potential. Die vorwärts gerichtete Vorspannung an Q B wird dadurch beseitigt. Dadurch wird Q B abgeschaltet, so daß .er seinen nicht leitenden Zustand einnimmt.
In gleicher Weise wird, wenn Q A leitet, ein auf die Klemme 98 gegebener Impuls Q B zünden, und es wird, wenn Q c leitet, ein auf die Klemme 98 gegebener Impuls Q A zünden. Auf diese Weise wird ein negatives Glimmschaltsignal zyklisch auf die Steuerklemmen I, II, III gegeben.
Die Werte und Typen der in den Ringzählern 88 verwendeten Komponenten sind die folgenden: Alle Dioden sind vom Typ 1N462. Die Induktivität 94 ist auf einen Magnetics-55118-Kern gewickelt und trägt 1200 Windungen eines Drahtes Nr. 36 nach der USA.-Drahtlehre. Die Widerstände 184 haben 1 Kiloohm, die Widerstände 186 haben 1,8 Kiloohm, die Widerstände 190 haben 18 Kiloohm, der Widerstand 100 hat 47 Kiloohm, der Widerstand 192 hat 270 Ohm, die Widerstände 208 haben 47 Kiloohm. Die Widerstände 186 sind 2-Watt-Widerstände. Alle anderen Widerstände sind i/2-Watt-Widerstände. Die Kondensatoren 188 haben 0,1 Mikrofarad, die Kondensatoren 192 haben 0,0047 Mikrofarad, die Kondensatoren 204 haben 0,1 Mikrofarad. Alle Kondensatoren haben Nennspannungen von 100 Volt.
Die Widerstände 86 und der Anodenwiderstand RA sind so gewählt, daß die erforderliche Haltespannung für den Kathoden-Anodenabstand erzielt wird.
Die Klemme 78 ist mit einer positiven Potentialquelle von 400 Volt verbunden. Es werde angenommen, daß eine mit der Klemme II verbundene Kathode im Glimmzustand ist. Das Potential zwischen der Anode 30 und der Klemme II betägt dann stets 230 Volt. Der Anodenwiderstand RA und der Kathodenwiderstand 86B sind so gewählt, daß durch ihre Werte der Strom der Glimmentladung auf einen in der Glimmentladungstechnik üblichen Wert begrenzt wird.
Die übergangsspannungen werden durch den Ringzähler 88 geliefert. Es wird bemerkt, daß eine große Kapazität, welche aus den Kondensatoren 188 und 204 besteht, parallel zu jedem Kathodenwiderstand 86 liegt. Diese Kapazität gewährleistet, daß sich das an einer glimmenden Kathode liegende Potential nicht schnell ändern kann. Wenn eine mit der Klemme II verbundene Kathode glimmt und der Zeitpunkt kommt, zu welchem die Glimmentladung zur nächtsbenachbarten, mit der Klemme III verbundenen Kathode geschaltet werden soll, gibt der Ringzähler 88 ein negatives 40-Volt-Signal auf die Klemme 11I. Alle damit verbundenen Kathoden haben durch ein Potential bezüglich der Anode 30, welches 5 Volt oberhalb der erforderlichen übergangsspannung von 265 Volt liegt. Jedoch beginnt nur die neben der bereits glimmenden, mit der Klemme II verbundenen Kathode zu glimmen. Sodann fließt ein starker zusätzlicher Strom durch den Anodenwiderstand RA. Dadurch fällt die Spannung an der Anode 30. Die parallel zum Widerstand 86B liegende Kapazität gewährleistet, daß sich das Kathodenpotential nicht ändert. Da das Anodenpotential gefallen ist, liegt nicht mehr die Haltespannung zwischen der vorher glimmenden Kathode und der Anode 30, und die Glimmentladung an dieser wird abgeschaltet. Das auf die Klemme III gegebene negative Signal von etwa 40 Volt ist stark genug, um die damit verbundene benachbarte Kathode während dieses Schaltvorgangs im Glimmzustand zu halten, und diese bleibt glimmend.
Für ein richtiges Arbeiten des Zählers muß der Ringzähler 88 mit der anfänglichen Glimmentladung an der Null-Kathode synchronisiert werden. Zu diesem Zweck können verschiedene bekannte Ringzähler-Voreinstellschaltungen verwendet werden.
Passive Steuerschaltungen Steuerschaltungen, bei welchen nur passive Elemente zum Steuern der Fortschaltung der Glimmentladung verwendet werden, sind in den F i g. 15 und 17 dargestellt. F i g. 16 zeigt ein ausführliches Zeitdiagramm, in welchem die Wirkungsweise der in F i g. 15 gezeigten Schaltung dargestellt ist.
In Schaltungen, bei welchen nur passive Elemente verwendet werden, wird der Speicher zum Anzeigen der nächsten Steuerklemme; an welche die Übergangsspannung gelegt werden soll, durch die Zählröhre selbst gebildet. In F i g. 15 ist daher beispielsweise eine Schaltung gezeigt, bei welcher eine bestehende Glimmentladung beendet wird, bevor die Glimmentladung an der nächstbenachbarten Kathode ausgelöst wird. Wenn eine Glimmentladung an einer mit der Steuerklemme II verbundenen Kathode besteht; arbeitet die allgemein mit 110 bezeichnete Steuerschaltung so, daß das nächste Einheitszählsignal das Anlegen der übergangsspannung an die Steuerklemme III bewirkt.
Wie bei den vorher beschriebenen Schaltungen, ist die Anode 30 über den Anodenwiderstand RA mit einer nicht gezeigten positiven Potentialquelle an der Klemme 78 verbunden. Jede Steuerklemme 1, 1I und III ist über einen getrennten Kathodenwiderstand R1, R, bzw. R3 mit Erde verbunden. Diese Verbindung wird jeweils über eine Diode Dl, D2 bzw. D3 hergestellt. Ein Kondensator Cl ist an einer Klemme mit einer Stelle zwischen der Diode Dl und dem Widerstand R1 und an der anderen Klemme mit der Steuerklemme II verbunden. Die Kondensatoren C2 und C3 sind in gleicher Weise angeschlossen. Einheitszählsignale in Form von negativen Impulsen von - V" Volt werden für eine Zeit Tp auf die Eingangsklemme 112 und daher durch den Koppelkondensator CA auf die Anode 30 gegeben.
Der Betrieb der Steuerschaltung 110 läßt sich allgemein folgendermaßen erklären: Es werde angenommen, daß eine Glimmentladung an einer mit der Steuerklemme II verbundenen Kathode besteht. Das zwischen der Anode 30 und der Steuerklemme 1I vorhandene Potential Y6 ist sodann die Haltespannung. Ein Strom 1b fließt von der Anode 30 zur Steuerklemme Il und durch die Diode D2 und den Widerstand R2 zur Erde. Dadurch wird eine Rufladung der Kondensatoren Cl und C., bewirkt. Es entsteht keine Ladung am Kondensator C3, da kein Strom durch die Diode D3 und den Widerstand R3 fließt.
Der auf die Klemme 112 gegebene negative Einheitszählimpuls verringert die Spannung zwischen der Anode 30 und der Steuerklemme II auf einen Wert unterhalb der Haltespannung, und die Glimmentladung wird gelöscht. Der Kondensator C2 kann sich infolge der Sperrwirkung der Diode D3 nicht entladen. Der Kondensator Cl kann sich jedoch durch die Diode D2 entladen. Dadurch fällt das Potential an der Klemme I etwas unterhalb Erdpotential und kehrt sodann allmählich auf Erdpotential zurück. Gleichzeitig sinkt das Potential an der Klemme 1I langsam von einem Potential oberhalb Erde auf Erdpotential. Ebenfalls gleichzeitig fällt das Potential an der Steuerklemme III von Erdpotential auf das Potential V, am Kondensator C2.
Dadurch wird die Glimmentladung auf eine mit der Steuerklemme III verbundene benachbarte Kathode übertragen, wenn die Werte der Elemente geeignet gewählt sind. Die Potentialdifferenz zwischen der Anode 30 und den mit der Steuerklemme III verbundenen Kathoden kann größer gemacht werden als die Übergangsspannung, während die Potentialdifferenz zwischen der Steuerklemme I und der Anode 30 unterhalb der Übergangsspannung gehalten wird. In gleicher Weise muß das Potential zwischen der Anode 30 und den mit der Steuerklemme II verbundenen Kathoden unterhalb des für ein erneutes Zünden erforderlichen Wertes gehalten werden, d. h. unterhalb eines Potentials, welches etwas geringer ist als die Übergangsspannung.
Beim Aufgeben eines weiteren negativen Einheitszählimpulses auf die Klemme 112 wird die Glimmentladung auf die nächstbenachbarte Elektrode geschaltet, welche mit der Steuerklemme I verbunden ist. Der nächste negative Einheitszählimpuls schaltet die Glimmentladung auf die nächstbenachbarte, mit der Steuerklemme 1I verbundene Elektrode fort usw.
Es ist daher ersichtlich, daß jede durch eine gestrichelte Umrahmung gekennzeichnete Stufe 114 der passiven Steuerschaltung 110 gleiche Elemente enthält. Es kann eine Stufe weggelassen und eine Kurzschlußverbindung 116 hergestellt werden, um die Schaltung für einen Zweiphasenbetrieb zur Steuerung von Zweiphasen-Zählröhren mit asymmetrischen Kathoden gemäß F i g. 9 und 13 abzuändern. Nachfolgend wird die in F i g. 15 gezeigte Schaltung näher erläutert: Bezüglich der F i g. 15 und 16 wird angenommen, daß eine der mit der Klemme 1I verbundenen Kathoden sich im Glimmzustand befindet. Der von der Kathode zur Anode fließende Strom ist 1b. Die Kondensatoren sind in der dargestellten Weise geladen. Sodann wird der negative Einheitszählimpuls VN auf die Klemme 112 gegeben. Die vordere Flanke von V, bewirkt ein Abfallen der zwischen Anode und Kathode liegenden Spannung V,, und der Anodenspannung VA, da IKIA steigt und die Klemme II bezüglich Erde durch Cl auf der Spannung V, gehalten wird. Ein Absinken der Spannung V6 beendet die Entladung. Wenn V, negativ genug ist (mindestens 20 Volt), wird die Glimmentladung in sehr kurzer Zeit gelöscht. Es werde angenommen, daß dies augenblicklich geschieht, daher beginnt zum Zeitpunkt to entsprechend der vorderen Flanke von V, das Gas sich zu entionisieren, und Cl beginnt sich zu entladen. Eine Untersuchung des Entladungskreises zeigt, daß D3 rückwärts vorgespannt bleibt und der Kondensator C2 die Spannung V, hält. Die Ladezeitkonstante des Anodenkreises ist TA = RAC,A. Angenommen, daß T p (die Dauer von V,) und TA etwa das 5fache der Entladezeitkonstante im Kathodenkreis Tc betragen, so verlaufen die Spannungswellenformen der Anode und der Steuerklemmen I, 1I und III bezüglich Erde annähernd in der in F i g. 16 bei VI, VII und VIII gezeigten Weise.
Am Ende von Tp befinden sich V, und VII auf 0 Volt, und VIII befindet sich auf - Vc. Nunmehr erhebt sich die Frage, ob die Vorspannung - Vc an der Klemme III ausreicht, um eine Wiederionisierung der mit der Klemme Il verbundenen vorher gimmenden Kathode zu verhindern und ein Glimmen der mit der Klemme III verbundenen, nächstbenachbarten Kathode auszulösen. Mit anderen Worten, auch wenn die Klemme III über die Klemme 1I eine negative Vorspannung besitzt, sind am Beginn der Entionisierung die meisten Ionen an einer mit der Klemme II verbundenen Kathode vorhanden. An einem gegebenen späteren Zeitpunkt würde man immer noch das Vorhandensein von mehr Ionen an dieser Kathode erwarten als an der näehstbenachbarten Kathode. Daher ist eine Bedingung für ein richtiges Weiterschalten, daß die Klemme III negativ genug sein muß, um diese »Ionenvorspannung« zu überwinden. Eine andere Bedingung ist, daß die Entionisierungszeit im Vergleich zu Tp lang ist oder daß irgendeine an der Leitung HI liegende Kathode als nächste kommt. Die letzte Bedingung ist, daß Vc klein genug ist, so daß im Ruhezustand (wenn die Glimmentladung nicht geschaltet wird) die Anodenspannung VA = VB + Vc nicht über die Übergangsspannung der benachbarten Kathoden steigt, welche durch die Entladung vorgespannt werden, und daß Tp kürzer sein soll als die Ionisierungszeit für eine vorgespannte Kathode. Da die Ionisierungszeiten allgemein etwa 10 Mikrosekunden betragen und die Entionisierungszeiten nur 100 Mikrosekunden betragen können, soll Tp bei den meisten Anwendungen etwa 50 Mikrosekunden dauern.
Die oben beschriebene Schaltung kann mit Kupferelektroden in einem Abstand von 2 mm von einer gemeinsamen Anode verwendet werden, welche einen gegenseitigen Abstand von 2 mm an der Stelle ihrer engsten Annäherung aufweisen und alle auf einen Glas-Epoxy-Träger gedruckt und unter Argongas unter einem Druck von 30 mm Hg angeordnet sind. In diesem Fall ist die Zündspannung etwa 300 Volt, die Übergangsspannung 220 Volt und die Haltespannung 200 Volt. TP kann in diesem Fall etwa 200 Mikrosekunden dauern. Die an der Klemme 78 angelegte Spannung beträgt 400 Volt. Der Widerstand RA hat 33 Kiloohm, die Widerstände Rc haben 5,6 Kiloohm, der Kondensator CA hat 0,006 Mikrofarad, die Kondensatoren Cl. C2 und C3 haben jeweils 0,004 Mikrofarad, und die Dioden D1, D2 und D3 können vom Typ Sylvania 1N2070A sein. Die Schaltung kann mit einer Zählröhre mit zwölf Kathoden 26 gemäß den F i g. 1 bis 4 verbunden sein, wobei die Kathoden X und Y mit den Steuerklemmen I bzw. II und die Null-Kathode über eine nicht gezeigte Diode mit der Steuerklemme HI verbunden sind. In diesem Fall sind alle zwölf Kathoden Anzeige- oder Zählkathoden.
Eine weitere Steuerschaltung 118, bei welcher nur passive Elemente verwendet werden, ist in F i g. 17 dargestellt. Bei dieser Schaltung wird die Glimmentladung an der nächstbenachbarten Kathode ausgelöst, bevor die Entladung an der vorangehenden Kathode abgeschaltet wird. Dies wird durch wahlweise Vorspannung an den Steuerklemmen I, 1I und III in Abhängigkeit davon bewirkt, welche derselben mit einer eine Glimmentladung aufrechterhaltenden Kathode verbunden ist. Ein auf die Klemme 120 gegebenes negatives Einheitszählsignal bewirkt, daß die richtige Steuerklemme ausreichend negativ vorgespannt wird, so daß die übergangsspannung übertroffen wird.
Es werde beispielsweise angenommen, daß eine Entladung zwischen der Anode 30 und einer mit der Steuerklemme II verbundenen Kathode besteht. Infolge der Dioden Dl, D2 und D3 ist das Potential bezüglich Erde an der Klemme 1I größer als dasjenige an der Klemme I, welches seinerseits größer ist als dasjenige an der Klemme III. Der auf die Klemme 120 gegebene negative Impuls verringert das Potential an jeder Steuerklemme um den gleichen Betrag. Wenn die Werte der in der Schaltung enthaltenen Elemente richtig gewählt sind, kann das wirksame Gesamtpotential an der Klemme III bezüglich der Anode 30 während des Einheitszählimpulses größer gemacht werden als die Übergangsspannung, während das effektive Gesamtpotential zwischen der Anode 30 und den Klemmen I und II unterhalb der Übergangsspannung bleibt. Daher kann eine Glimmentladung an einer mit der Klemme III verbundenen nächstbenachbarten Kathode ausgelöst werden. Das Auslösen dieser Glimmentladung erhöht den Strom durch den Anodenwiderstand RA und läßt daher das Potential zwischen der Anode 30 und den mit der Steuerklemme II verbundenen Kathoden auf einen Wert unterhalb desjenigen Werts absinken, welcher zur Aufrechterhaltung einer Entladung erforderlich ist, wodurch die ursprüngliche Entladung unterbrochen wird. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß eine Umkehrung der Polarität der Dioden D1, D2 und D3 durch Umkehren der Vorspannung an den Klemmen I, II und HI die Richtung umkehrt, in welcher die mit der Schaltung 118 verbundene Zählröhre gesteuert wird.
Wenn die Steuerschaltung 118 gemäß F i g. 17 mit einer Zählröhre verbunden wird, wie sie in Verbindung mit der Schaltung 110 gemäß F i g. 5 beschrieben wurde, kann die Netzspannung an der Klemme 78 wieder 400 Volt betragen und das Einheitszählsignal in der Größenordnung von 30 Volt sein. Der Widerstand RA kann 6,8 Kiloohm aufweisen, die Widerstände Ri, R2 und R3 können 2,7 Kiloohm, die Widerstände Rc I, RC 2 und RC s können 12 Kiloohm, die Kondensatoren C1, C2 und C3 können 0,1 Mikrofarad aufweisen, und die Dioden Dl. Dz und D3 können vom Typ Sylvania 1 N 1692 sein.
Es ist wiederum ersichtlich, daß die Steuerschaltung 118 drei gleiche Kreise enthält, deren jeder mit einer der Steuerklemmen I, 1I und III verbunden ist, wobei der mit der Steuerklemme III verbundene Kreis 122 durch die gestrichelte Umrahmung angedeutet ist. Diese dritte Phase 122 kann weggelassen und die Kurzschlußverbindung 124 hergestellt werden, um die Schaltung auf einen Zweiphasenbetrieb zum Anschluß an Zweiphasen-Zählröhren mit asymmetrischen Kathoden umzustellen. Weitere Kreise 122 können zur Steuerung von vier- oder mehrphasigen Zählern hinzugefügt werden. Um die Vorspannungswirkung zu erhalten, muß die Schaltung bei zweiphasigem Betrieb etwas abgeändert werden, indem die Kondensatoren an mittlere Stellen in den Widerständen RC 1 und RC 2 durch Leiter 125 und 127 angeschaltet und von D1 und D2 an den Stellen 129 und 131 getrennt werden.
Schaltungen mit logischen Elementen In F i g. 18 ist eine weitere Schaltungsart bei 126 dargestellt, bei welcher die Zählröhre selbst als Speicherelement verwendet wird, um zu bestimmen, auf welche Steuerklemme das nächste Übergangsspannungssignal gegeben werden soll. Diese Schaltung kann mit irgendwelchen mehrphasigen Zählröhren der oben beschriebenen Art verwendet werden. Sie weist wiederum einen Anodenwiderstand RA auf, welcher zwischen eine Anode 30 und eine nicht gezeigte positive Potentialquelle an der Klemme 78 geschaltet ist. Die Steuerklemmen I, II und III sind jeweils über einen Kathodenwiderstand R1, R2 bzw. R3 mit Erde verbunden. Das Umschalten wird mittels logischer Und-Schaltungen 128A, 128B und 128C bewirkt, welche jeweils zwischen die Steuerklemmen I, II und III geschaltet sind.
Wenn eine Entladung an irgendeiner mit einer der Steuerklemmen verbundenen Kathode besteht, wird ein positives Signal zur obersten Eingangsklemme der damit verbundenen Und-Schaltung 128 durch eine Eingangsdiode 1i, 12 oder I3 gegeben. Die positiven Einheitszählimpulse werden auf die mit jedem unteren Eingang der Und-Schaltung 128A, 128B und 128C verbundene Klemme 123 gegeben. Daher erzeugt nur die Und-Schaltung 7.28, welche mit einer Kathode verbunden ist, an der eine Gasentladung stattfindet, ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem Einheitszählsignal an der Klemme 123. Dieses Ausgangssignal wird durch die Ausgangsdiode 01, 02 oder 03 gegeben, welche mit der nächstfolgenden Steuerklemme verbunden ist. Dieses Signal ist negativ, da die Und-Schaltungen 128, wie durch die schwarzen Punkte an ihren Ausgangsklemmen angedeutet, Inverter-Und-Schaltungen sind.
Wenn daher angenommen wird, daß eine Glimmentladung an einer mit der Steuerklemme II verbundenen Kathode besteht, so wird ein positives Signal durch die Diode 12 zur oberen Eingangsklemme der Und-Schaltung 128B gegeben. Das positive Eingangs -Einheitszählsignal an der Klemme 123 bewirkt sodann, daß die Und-Schaltung 128B ein negatives Ausgangssignal erzeugt. Dieses negative Signal wird durch die Diode 03 zur Steuerklemme III gegeben und erzeugt an dieser bezüglich der Anode 30 ein Potential, welches höher liegt als die übergangsspannung. Dadurch wird eine Entladung an der nächstbenachbarten, mit der Steuerklemme III verbundenen Kathode ausgelöst. Der sodann durch den Anodenwiderstand RA fließende erhöhte Strom vermindert die zwischen Anode und Kathode an der Klemme II liegende Spannung und beendet die Entladung an der damit verbundenen Kathode. Auf diese Weise kann die Entladung in Abhängigkeit von jeder Einheitszählung zu einem Zeitpunkt um eine Kathode weitergeschaltet werden.
Wiederum weist die Steuerschaltung 126 drei gleiche Kreise auf, deren jeder mit einer der Steuerklemmen I, 1I oder III verbunden ist. Der mit der Steuerklemme III verbundene Kreis 130 ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Für einen zweiphasigen Betrieb kann der Kreis 130 weggelassen und der Kurzschluß 132 hergestellt werden. Für einen vier-oder mehrphasigen Betrieb können weitere Kreise 130 hinzugefügt werden. Eine praktische, in der in F i g. 18 gezeigten logischen Weise arbeitende Schaltung ist in F i g. 19 dargestellt. Diese Schaltung arbeitet erfolgreich mit Kupferkathoden, welche etwa 3 mm breit, 7 mm lang und in einem Kreis im Abstand um eine kreisförmige Anode in der gleichen Ebene angeordnet sind, wobei die Anode einen Durchmesser von 14 mm aufweist, der Spalt zwischen Anode und Kathode 3 mm beträgt, der Spalt zwischen Kathode und Kathode an der Stelle der nächsten Annäherung 3 mm beträgt und das verwendete Gas Neon unter einem Druck von 60 mm Hg ist. In diesem Fall beträgt die Netzspannung an der Klemme 78 400 Volt, der Anodenwiderstand RA hat 58 Kiloohm, die Widerstände R1, R2 und R3 haben 20 Kiloohm, die Widerstände R4, R5 und R, haben 22 Kiloohm, die Widerstände R7, R$ und R9 haben 1 Kiloohm, die Kondensatoren C., C2 und C3 haben 0,1 Mikrofarad, und die Transistoren Q1, Q2 und Q3 sind vom Typ RCA 2 N 3440.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der in F i g. 19 gezeigten Schaltung ausführlich erläutert: Wenn eine Glimmentladung an einer der mit der Steuerklemme TI verbundenen Kathoden besteht, wird der Kondensator C2 in der gezeigten Weise geladen. Die Kollektoren der Transistoren Q1 und Q2 befinden sich im wesentlichen auf einem Potential von 0 Volt, und der Kollektor des Transistors Q3 befindet sich auf dem positiven Potential der Steuerklemme II. Der auf die Eingangsklemme 123 gegebene Einheitszählimpuls bewirkt, daß jeder Transistor Q1, Q2 und Q3 leitet. -Da sich das Potential am Kondensator nicht plötzlich ändern kann und da der Kollektor des Transistors Q3 der einzige Kollektor ist, welcher sein Potential ändern muß, wenn sein Transistor zu leiten beginnt, wird die Steuerklemme III auf ein negatives Potential gedrückt, welches gleich dem vorherigen positiven Potential an der Steuerklemme II ist. Wenn daher R2 richtig gewählt ist, so daß die Spannung an der Steuerklemme II groß genug ist, um die übergangsspannung zwischen der Anode 30 und der Steuerklemme III zu erzeugen, beginnt die nächstbenachbarte, damit verbundene Kathode zu glimmen. Der zusätzliche, durch den Anodenwiderstand RA fließende Strom senkt in gleicher Weise wie bei den oben beschriebenen Schaltungen das Potential zwischen der Anode 30 und der mit der Steuerklemme II verbundenen Kathode auf einen Wert unterhalb der Haltespannung, und die Glimmentladung an der damit verbundenen Kathode wird gelöscht. Mehrstufenzähler Mehrstufige Zähler können in der in F i g. 20 gezeigten Weise ausgebildet werden. Dabei können Einheitszählimpulse auf eine Eingangsklemme 134 einer ersten Dekade 136 gegeben werden. Die Ausgangsklemme der Dekade 136 ist mit der Eingangsklemme einer zweiten Dekade 138 verbunden, und die Ausgangsklemme derselben ist mit der Eingangsklemme einer dritten Dekade 140 verbunden. Jede Dekade ist eine Zehnerdekade und kann bis 10 zählen. Die Hinzufügung der Dekade 138 ergibt die Möglichkeit einer Zählung bis 100, und mit der Dekade 140 ergibt sich die Möglichkeit einer Zählung bis 1000. Die Anzahl von Dekaden kann beliebig erhöht werden. Bei jeder Dekade wird eine Zählröhre, welche normalerweise mit 20 bezeichnet ist, und eine Steuerschaltung 142 verwendet, welche aktiv oder passiv sein kann. Eine Kathode 143 ist mit ihrer Steuerklemme über eine Diode 144 und mit der Ausgangsklemme der Dekade 136 über eine Diode 146 verbunden. Verstärker können, wenn erforderlich, zwischen die Dekaden geschaltet sein. Dreiphasenzähler mit Zählung auf Zehn Es müssen besondere Verfahren angewendet werden, um mit Dreiphasen-Steuerschaltungen auf Zehn oder auf irgendeine andere Zahl zu zählen, welche nicht ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Phasen der Steuerschaltung ist. Zwei verschiedene Schaltanordnungen für diesen Zweck sind in den F i g. 21 und 23 dargestellt. Bei der in F i g. 21 dargestellten Schaltung werden logische Oder-Schaltungen verwendet, um schnell auf die Kathode X, die Kathode Y und sodann auf die Kathode 0 in Abhängigkeit von einem zehnten Einheitszählsignal in Zählröhren gemäß F i g. 1 bis 4 zu schalten. Es wird bemerkt, daß in den F i g. 21, 23 und 24 die Kathoden schematisch und nicht in ihrer linearen oder linienförmigen Anordnung in der Zählröhre dargestellt sind.
Wie insbesondere aus F i g. 21 ersichtlich, weist ein dreistufiger Zähler Dekaden 136, 138 und 140 auf, welche in der in F i g. 20 dargestellten Weise geschaltet sind. Die Kathoden X und Y sind mit ihren Steuerklemmen I bzw. II über Dioden DX i bzw. DY 1 verbunden. Sie sind weiter über Dioden DX 2 und DY 2 mit den Eingangsklemmen der logischen Oder-Schaltung 148 verbunden. Der Ausgang der Oder-Schaltung 148 ist mit einem Eingang einer weiteren logischen Oder-Schaltung 150 verbunden, wobei der zweite Eingang derselben mit der Einheitszähl-Eingangsklemme 134 verbunden ist. Der Ausgang der Oder-Schaltung 150 ist mit der Eingangsklemme 98 des Ringzählers 88 verbunden, welcher in der in F i g. 14 dargestellten Weise aufgebaut ist. Aus den F i g. 21 und 22 ist ersichtlich, daß jedes auf die Klemme 134 gegebene Einheitszählsignal 1 bis 9 auf die Eingangsklemme 98 des Ringzählers 88 gegeben wird, um die Glimmentladung zur nächstbenachbarten Kathode fortzuschalten. Wenn die Kathode 9 glimmt und das Einheitszählsignal empfangen wird, bewirkt das Flip-Flop A des Ringzählers 88 die Schaltung der Glimmentladung auf die Kathode X. Dadurch wird ein positives Signal erzeugt, welches durch die Diode DX2, die Oder-Schaltung 148 und die Oder-Schaltung 150 zur Eingangsklemme 98 des Ringzählers 88 gegeben wird. Es schaltet sofort noch einmal, um die Glimmentladung zur Kathode Y fortzuschalten. Dadurch wird ein positives Signal über die DiodeDY2 durch die Oder-Schaltungen 148 und 150 zur Klemme 98 gegeben, um abermals den Ringzähler 88 zu schalten und dadurch ein Fortschalten der Glimmentladung zur Kathode 0 zu bewirken. Daher wird in Abhängigkeit vom zehnten Einheitszähleingang an der Klemme 134 die Glimmentladung von der Kathode 9 zur Kathode 0 geschaltet. Das eine Zählung von Zehn anzeigende Ausgangssignal kann zweckmäßigerweise durch Dioden DY 2 und 152 von der Kathode Y abgenommen und zur Eingangsklemme der nächsten Dekade 138 gegeben werden.
Ein die Wirkungsweise der in F i g. 21 dargestellten Schaltung erläuterndes Zeitdiagramm ist in F i g. 22 dargestellt: Ein weitere Schaltanordnung zum Zählen auf Zehn mit einer Dreiphasen-Steuerschaltung ist in F i g. 23 dargestellt. Diese Schaltung kann bei Zählröhren verwendet werden, bei welchen zehn Kathoden in eine Dreighasenschaltung geschaltet sind, wie sie in den F i g. 5 -bis 8 dargestellt ist. Die Anode 30 ist über den Anodenwiderstand RA mit einer nicht gezeigten positiven Potentialquelle an der Klemme 78 verbunden. Alle Kathoden mit Ausnahme der Null-Kathode sind iterativ oder zyklisch der Reihe nach mit Steuerklemmen I, II und -III verbunden. Diese sind ihrerseits über Widerstände R1, R2 und R3 mit Erde verbunden. Die Null-Kathode ist getrennt über den Widerstand R, mit Erde verbunden. Positive Eingangs-Einheitszählimpulse werden auf die Eingangsklemme 154 und von dort als ein Eingang auf jede der vier logischen Inverter-Und-Schaltungen 156A, 156B, 156C- und 156D gegeben.
Beim Zählen von Eins auf Neun arbeitet die Schaltung in der gleichen Weise, wie es oben in bezug auf die in den F i g. 18 und 19 dargestellten Schaltungen beschrieben wurde. Wenn eine Glimmentladung an einer mit der Steuerklemme III verbundenen Kathode besteht, geht das negative Ausgangssignal aus der Und-Schaltung 156 C durch eine Diode 158 und wird auf die Steuerklemme I gegeben. Das Signal wird jedoch auch durch die Diode 160 auf die Null-Kathode ausgelöst, wenn die Entladung vorher an der Kathode 3 oder 6 bestand, da die Null-Kathode der Kathode 3 oder 6 nicht am nächsten benachbart ist. Wenn jedoch die vorhergehende Glimmentladung an der Kathode 9 besteht, ist die Null-Kathode die nächstbenachbarte und zündet. Die Kathode 1 zündet nicht, da sie weit genug von der Kathode 9 entfernt ist (wobei die Kathode 0 zwischen denselben liegt), so daß die Zündspannung der Kathode 1 größer ist als die übergangsspannung der Kathode 0.
Die Zündung einer Entladung an der Null-Kathode löscht die Entladung an der Kathode 9 in der üblichen Weise durch Erhöhung des Stromes- durch den Anodenwiderstand RA. Der nächste Einheitszählimpuls wird von der Und-Schaltung 156D infolge des Vorhandenseins der Glimmentladung an der Null-Kathode durchgelassen, und der übergangsimpuls wird auf die Steuerklemme I gegeben, um die Glimmentladung an der Kathode 1 auszulösen.
Eine besondere Schaltung, welche in übereinstimmung mit den in der Schaltung gemäß F i g. 23 dargestellten logischen Anordnungen ausgebildet ist, ist in F i g. 24 gezeigt. Sie ist in Aufbau und Betrieb der oben beschriebenen Schaltung gemäß F i g. 19 sehr ähnlich' und kann mit einer zehn Kathoden aufweisenden Zählröhre verwendet werden, welche die in Verbindung mit F i g. 19 beschriebenen Größen und Bestandteile aufweist. Dabei können die Transistoren Qo, Q1, Q2 und Q3 vom Typ RCA 2 N 3440 sein, die Widerstände R., R1, R2 und R3 können 20 Kiloohm haben, der Anodenwiderstand RA kann 58 Kiloohm haben, das Potential an der Klemme 78 kann bezüglich Erde positiv sein und 400 Volt betragen, die Kondensatoren Co, Cl, C2 und C3 können 0,1 Mikrofarad haben, die Widerstände R4, R5, R6 und R12 können 22 Kiloohm haben, die Widerstände RV R8, R9 und R14 können 1 Kiloohm haben, und der auf die Klemme 154 gegebene Einheitszählimpuls kann ein positives 5-Volt-Signal mit einer Dauer von 1,5 Millisekunden sein, wobei die Dioden 158 und 160 vom Typ Sylvania 1 N 2070 A und die Dioden 162 und 163 vom Typ Sylvania 1 N 2070 A sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung für eine elektronische Zeitmeß-Zählanordnung mit einer ein ionisierbares Gas enthältenden Glimmentladungsröhre und einer Reihe von in gegenseitigem Abstand angeordneten inneren Elektroden zum Zählen aufeinanderfolgender Zeitintervalle in Abhängigkeit von diesen Zeitintervallen entsprechenden elektrischen Eingangssignalen, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale: eine Anordnung zur Auslösung einer Glimmentladung an einer der Elektroden, einen ersten elektrischen Eingang, welcher mit einer ersten Gruppe der Elektroden verbunden ist und dieselben zur Bildung einer ersten Kathodengruppe miteinander verbindet, einen zweiten elektrischen Eingang, welcher mit einer zweiten Gruppe der Elektroden verbunden ist und dieselben zur Bildung einer zweiten Kathodengruppe miteinander verbindet, wobei eine der Kathoden der ersten Gruppe zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Kathoden der zweiten Gruppe angeordnet ist und eine der Kathoden der zweiten Gruppe zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Kathoden der ersten Gruppe angeordnet ist, sowie eine elektrische Steueranordnung, welche mit dem ersten und zweiten elektrischen Eingang verbunden ist, so daß ein übergangspotential für die Glimmentladungsröhre zyklisch auf die erste und zweite Kathodengruppe, jeweils zu einem Zeitpunkt auf eine Gruppe, in Abhängigkeit von den elektrischen Eingangssignalen gegeben wird und dadurch wiederholt die Glimmentladung direkt zwischen aufeinanderfolgenden Kathoden in der genannten Reihe übertragen wird, wobei die Steueranordnung eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Glimmentladung an jeder der Kathoden aufweist, so daß eine kontinuierliche Anzeige der augenblicklichen Zählung oder Zeit erzielt wird, und wobei die Steueranordnung eine mit der ersten und zweiten Kathodengruppe verbundene und direkt auf eine Glimmentladung in einer der Kathodengruppen ansprechende Schaltung aufweist, welche automatisch in Abhängigkeit vom nächsten Eingangssignal das übergangspotential auf die andere Kathodengruppe gibt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung aus elektrischen Kondensatoren und Dioden besteht, welche zwischen die erste und zweite Kathodengruppe geschaltet sind, auf eine Glimmentladung in einer der Gruppen ansprechen, so daß eine elektrische Ladung gespeichert wird, und auf die elektrischen Eingangssignale ansprechen, so daß das Potential an der die Glimmentladung aufweisenden Kathodengruppe unter die Spannung abgesenkt wird, welche zur Aufrechterhaltung der Glimmentladung erforderlich ist, und das Potential der anderen Kathodengruppe in Abhängigkeit von jedem elektrischen Eingangssignal auf das übergangspotential erhöht wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine erste Diode, welche auf einer Seite mit dem ersten Eingang verbunden ist, eine zweite Diode, welche auf einer Seite mit dem zweiten Eingang verbunden ist, einen ersten Kondensator, welcher zwischen die andere Seite der ersten Diode und den zweiten Eingang geschaltet ist, und einen zweiten Kondensator, welcher zwischen die andere Seite der zweiten Diode und den ersten Eingang geschaltet ist, sowie eine auf jedes der Eingangssignale ansprechende Einrichtung zum Löschen der Glimmentladung in der ersten oder zweiten Kathodengruppe aufweist, so daß die Kondensatoren und Dioden automatisch eine Glimmentladung in der anderen Kathodengruppe zünden.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Diodenanordnung aufweist, welche zwischen die erste und zweite Kathodengruppe geschaltet ist, so daß verschiedene vorbestimmte Potentiale in Abhängigkeit von einer Glimmentladung in einer der Gruppen an die Kathodengruppen gelegt werden und dadurch eine Gruppe ohne die Glimmentladung stets so vorgespannt ist, daß sie das übergangspotential in Abhängigkeit vom nächsten Eingangsimpuls erhält.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine erste und zweite elektronische Torschaltung aufweist, welche zwischen den ersten und zweiten Eingang geschaltet ist, wobei jede der Torschaltungen einen ersten, die Eingangssignale empfangenden Eingang aufweist, die erste Torschaltung einen zweiten Eingang aufweist, welcher mit der ersten Kathodengruppe verbunden ist, so daß beim Empfang eines Eingangssignals ein übergangspotential auf die zweite Kathodengruppe gegeben wird, während eine Glimmentladung in der ersten Kathodengruppe vorhanden ist, und wobei die erste Torschaltung einen zweiten Eingang aufweist, welcher mit der zweiten Kathodengruppe verbunden ist, so daß beim Empfang eines Eingangssignals ein übergangspotential auf die erste Kathodengruppe gegeben wird, während eine Glimmentladung in der zweiten Kathodengruppe vorhanden ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens drei elektrische Eingänge, welche die Elektroden miteinander verbinden, so daß mindestens drei getrennte Kathodengruppen gebildet sind, wobei jedes Paar von aufeinanderfolgenden Elektroden in einer Gruppe durch mindestens eine Elektrode einer der anderen zwei Gruppen voneinander getrennt ist und wobei die elektrische Steueranordnung mit den drei elektrischen Eingängen verbunden ist, so daß in Abhängigkeit von den elektrischen Eingangssignalen zyklisch ein Übergangspotential für die Glimmentladungsröhre auf die drei getrennten Kathodengruppen, und zwar jeweils zu einem Zeitpunkt auf eine Gruppe gegeben wird, das übergangspotential stets nur auf eine einer glimmenden Kathode direkt benachbarte Kathode gegeben wird und dadurch die Glimmentladung längs aufeinanderfolgender Kathoden in der genannten Reihe in einer vorbestimmten Richtung fortgeschaltet wird, sowie durch eine Schaltung innerhalb der Steueranordnung, welche zwischen jedes Paar von Kathodengruppen geschaltet ist und direkt auf eine Glimmentladung in einer dieser Gruppen anspricht, so daß das übergangspotential in Abhängigkeit vom nächsten Eingangssignal automatisch auf die nächstfolgende Kathodengruppe gegeben wird.