-
Die Erfindung betrifft einen Sägezahngenerator, der selbstschwingend
oder fremdgesteuert betrieben werden kann und dessen Schalterelement eine steuerbare
Vierschichtdiode ist, der ein über einen Ladewiderstand aus einer festen Spannungsquelle
gespeister Ladekondensator parallel geschaltet ist.
-
Bei einem derartigen bekannten Sägezahngenerator zur Verwendung als
Abstimmspannungserzeuger für elektronische Senderwahl wird bei selbstschwingendem
Betrieb der Kondensator immer bis zur Durchbruchspannung der Diode aufgeladen.-
Diese sperrt erst wieder, wenn der Entladestrom des Kondensators, der sich über
die Diode entlädt, kleiner wird als der Halteström.-Für die Fremdsteuerung ist ein
Transistor vorgesehen, der von einem Diskriminator so angegesteuert werden kann,
daß sich der Kondensator nur bis zu einer für die Abstimmung auf den eingefallenen
Sender erforderlichen Spannung auflädt. Wird hier= bei die durch den Transistor
erfolgende Regelung unterbrochen, so läuft die Sägezahnspannung bis zur Durchbruchspannung
hoch. Dies ist für Kippteile von Oszillographen nicht erwünscht, und für einen elektronischen
Sendersuchlauf besteht nicht die Möglichkeit, einen Sender z. B. durch fortwährende
Begrenzung der Sägezahnamplitude zu programmieren.
-
Diese Nachteile werden mit der Erfindung dadurch vermieden, daß der
Steuerelektrode der Vierschichtdiode ein einstellbarer Steuerstrom von der Ladespannung
des Ladekondensators über einen regel-oder steuerbaren Widerstand zugeführt wird.
Dieser Widerstand ist vorzugsweise ein Potentiometer. Hier- , durch kann nicht nur
die Amplitude der Sägezahnspannung von einigen Volt bis zur Durchbruchspannung eingestellt
werden, sondern es kann auch in einfacher Weise durch einen Impuls der Beginn der
Aufladung festgelegt werden. Von besonderem Vorteil ist die Anwendung der Erfindung
in Oszillographen auch deshalb, weil es dadurch möglich ist, den bisher üblichen
Verstärker für die Sägezahnspannung einzusparen; da die von dem Erfindungsgegenstand
erzeugte Sägezahnspannung unmittelbar z. B. auf die X-Ablenkplatten der Oszillographenröhre
gegeben werden kann. Es sind zwar bereits Schaltungen mit steuerbaren Vierschichtdioden,
sogenannten Thyristoren, bekannt, bei denen die Durchbruchsspannung durch Anlegen
einer positiven Spannung an die Steuerelektrode vermindert wird. Die Löschung, d.
h. das Sperren, erfolgt dadurch, daß am Thyristor eine Wechselspannung liegt und
daher beim Nulldurchgang dieser in den Sperrzustand kippt, oder es ist ein besonderer
Ladekondensator vorgesehen, der auf die am Thyristor anliegende Spannung aufgeladen
und durch einen Schalter an den Thyristor mit umgekehrter Polung angeschaltet wird.
Dieser Kondensator muß jedoch so groß sein, daß beim Anlegen desselben der Haltestrom
des Thyristors unterschritten wird. Diese Anordnungen sind beim Gegenstand der Erfindung
nicht erforderlich.
-
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend an
Hand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben.
-
F i g. 1 zeigt einen triggerbaren Kippkreis z. B. für Oszillographen,
F i g. 2 einen Sägezahngenerator, der in einen Kippkreis gemäß F i g.1 umschaltbar
ist, und die F i g. 3 und 4 zeigen die mit der Schaltung nach F i g. 2 zu erhaitenen
Ausgangsspannungen.
-
In F i g.1 ist mit 1 ein Kondensator bezeichnet, der einseitig an
Masse und auf der anderen Seile über einen Widerstand 2 an den Pluspol einer Spannungsquelle
von bis zu beispielsweise 1000 V angeschlossen ist. Am Verbindungspunkt 3 der beiden
kann die Ausgangsspannung UA als Sägezahnkurve abgenommen werden.
-
Parallel zum Kondensator 1 liegt ein Thyristor 4
mit seiner
Kollektor-Emitter-Strecke C-F. Der Strecke-Kollektör `C-Basis B, d. h. der Strecke
Kollektor-Steuerelektrode, liegt ein Einstellregler 5 parallel, dessen Schleifer
6 an der Steuerelektrode B liegt. An letzterer ist noch ein Kondensator 7 angeschlossen,
über den ein negativer Spannungsimpuls 8 z. B. von einem Trigger aufgeschaltet werden
kann.
-
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schaltkreises ist folgende:
Wird an den Schaltkreis Spannung angelegt, dann ist der Thyristor 4 zunächst gesperrt,
d. h., sein Eingangswiderstand ist sehr hoch. Dadurch wird über den WiderstWd- 2-
der - Kondensator 1 aufgeladen. Durch den Einstellregler 5 kann die Spannung eingestellt
werden, bis zu der sich der Kondensator 1 aufladen kann, d. h. durch diesen ist
die Amplitude einstellbar. Ist diese Spannung erreicht, dann ist die am Einstellregler
5 über den -Schleifer 6 der -Steuerelektrode B zugeführte Spannung so groß, daß
ein Basisstrom solcher Größe fließt, daß der Thyristor 4 bei der anliegenden @ Spannung
»zündet«, d: h. in Durchlaßrichtung einen sehr kleinen Widerstand aufweist. Dadurch
entläd-die' t sich der Kondensator 1 über den Thyristor 4. Da am Thyristor
4 anliegende Spannung nicht ganz auf Null absinkt und sich auch nicht umkehrt,
bleibt sein Schaltzustand erhalten. Man befindet sich daher bei dem über dem Ausgang
gezeichneten Diagramm auf--der Abszisse. Schaltet man jetzt an die Steuerelektrode
B über den Kondensator 7 einen - negativen Spannungsimpuls 8 an, so wird der Thyristor
4 augenblicklich in den Sperrzustand gebracht, und der Kondensator 1 wird aufgeladen.
Dieser Prozeß beginnt im Diagramm jeweils bei den Pfeilen. Die Spannung UA steigt
also entsprechend. der Zeitkonstante aus dem Widerstand 2 und dem Kondensator
1 gemäß einer e-Funktion an, bis die durch den Einstellregler 5 eingestellte
Spannung, d. h. der Schaltpunkt, erreicht ist, bei der der Thyristor in den Schaltzustand
kippt. Dadurch bricht die Spannung UA zusammen: Man erhält also eine Sägezahnkurve
mit einer Periodendauer 9, die von der Impulsfolge der Impulse 8 abhängt.- Die Periodendauer
9 ist bei Impulsabnahme von einem Trigger durch diesen gegeben. Die Impulse können-
jedoch auch beliebig aufschaltbar sein.
-
Eine weitere vorteilhafte Kippschaltung zeigt die F i g. 2. Diese
bildet mit einfachsten Elementen und unkompliziertem Aufbau einen Sägezahngenerator,
dessen Amplitude und Frequenz leicht änderbar ist und der außerdem in einfacher
Weise selbstschwingend oder fremdgesteuert betrieben werden kann. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß zusätzlich zu der in F i g.1 gezeigten Schaltung in die Leitung
zwischen dem Verbindungspunkt 3 und dem Kollektor C eine Induktivität 10 eingeschaltet
ist, die zweckmäßig durch einen Schalter 1 überbrückt werden kann. Der Anschluß
des Einstellreglers 5 erfolgt am Verbindungspunkt 3.
Die Wirkungsweise
dieser Schaltung bei geöffnetem Schalter 11 ist folgende: Bei Anlagen der Betriebsspannung
ist der Thyristor 4 zunächst gesperrt, so daß der Kondensator 1 über den Widerstand
2 aufgeladen wird und die Ausgangsspannung UA entsprechend F i g. 3 ansteigt. Ist
die durch den Einstellregler 5 eingestellte Schaltspannung erreicht, so kippt der
Thyristor 4 in den Schaltzustand, der Kondensator 4 entlädt sich über die Induktivität
10 und den Thyristor 4, und die Spannung UA bricht zusammen. Durch
die Induktivität 10 wird hierbei infolge der Selbstinduktion vermutlich kurzzeitig
eine negative Spannung erzeugt, die den Thyristor in den Sperrzustand läßt, so daß
der Vorgang von neuem beginnt. Man erhält daher eine Sägezahnspannung mit großer
Linearität des ansteigenden Astes, die sich durch Änderung der Kapazität des Kondensators
1, des Widerstandswertes des Widerstandes 2 sowie durch den Einstellregler 5 leicht
variieren läßt. Bei dieser Schaltungsanordnung mit der Induktivität 10 ist
man in der Wahl der Größe des Widerstandswertes des Widerstandes 2 und des Kapazitätswertes
des Kondensators 1 frei.
-
Diese selbstschwingende Kippstufe kann mit großem Vorteil bei Oszillographen
Verwendung finden; denn es ist möglich, durch Aufdrücken eines positiven Impulses
12 den Beginn des Sägezahnes festzulegen. Durch diesen positiven Impuls 12 wird
nämlich der Thyristor 4 vorzeitig gezündet. Hierdurch ist es möglich, z. B. bei
Oszillographen den Zeitpunkt des Sägezahnbeginns festzulegen was bei Oszillographen
bei der Sichtbarmachung von nichtperiodischen Vorgängen erforderlich ist und bisher
nur mit großem Aufwand möglich war.
-
Durch Umlegen des Schalters 11 in seine Schließstellung erhält man
eine Schaltung gemäß F i g. 1 mit der zugehörigen Ausgangsspannung UA gemäß F i
g. 4. Die Impulse 8, 12 werden zweckmäßig einem Trigger entnommen, wobei im vorliegenden
Fall durch den negativen Impuls 8 der Beginn der Auslenkung eines Elektronenstrahls
z. B. in der X-Achsenrichtung angewählt werden kann, während zusätzlich das Ende
der Auslenkung durch einen positiven Impuls 12 gesteuert werden.
-
Mit der erfindungsgemäßen Schaltung sind Ablenkgeschwindigkeiten von
10 bis 0,1 cm/[s ohne Schwierigkeiten erreichbar.
-
In einfacher Weise kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung eine selbstschwingende Kippstufe auch ohne Verwendung einer Induktivität
10 erhalten werden, wenn man den Widerstand 2 so groß bemißt, daß der Haltestrom
des Thyristors 4 nach Entladung des Kondensators 1 immer unterschritten wird. Eine
Umschaltung auf Fremdsteuerung ist dann nur durch Verkleinerung des Widerstandes
2 möglich, wobei dann jedoch die Periodendauer 9 sich ändert. Um eine solche Änderung
zu vermeiden, müßte der Kondensator 1 entsprechend vergrößert weden. Dies ist in
der F i g. 2 gestrichelt eingezeichnet, wobei dem Kondenstor 1 ein Kondensator 1'
und dem Widerstand 2 ein Widerstand 2' parallel geschaltet ist.