DE1512245A1

DE1512245A1 - Impulsschaltung

Info

Publication number: DE1512245A1
Application number: DE19671512245
Authority: DE
Inventors: Ferrari Leonhard A
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1966-02-07
Filing date: 1967-02-07
Publication date: 1969-04-24
Also published as: DE1512245B2; GB1124873A; US3505540A; FR1513699A; NL6701821A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH IP I 4 24 W

DR. TINO HAIBACH

/ 8 MÜNCHEN 2,

UNSER ZEICHEN: ^

International Polaroid Corporation Jersey, New Jersey / USA

Impulsschaltung.

Die Erfindung betrifft die Erzeugung von elektrischen Impulsen und insbesondere ein Gerät, in welchem elektrische Impulse, beispielsweise mit hohen Spannungspegeln und steilen Vorderflanken sowie Hinterflanken durch eine unkomplizierte und zuverlässige elektronische Einrichtung in Abhängigkeit von SynchronisierSignalen entwickelt werden.

Es wurden Vorschläge für den Bau von Farbfernsehempfängern gemacht, gemäß welchen Lichtemissionen von verschiedenen Farbinhalten dadurch erzeugt werden können, daß die Elektronen in einem Abtaststrahl in der Bildröhre auf verschiedene Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Bei einem solchen System,

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bei welchem die kinetische Energie der Elektronen moduliert wird, wird eine Beschleunigungselektrode am Schirmträger der Bildröhre rasch zwischen verschiedenen Pegeln hoher positiver Spannungen umgeschaltet, so daß die Geschwindigkeiten, mit welchen die Elektronen den Schirm der Bildröhre beaufschlagen, synchron mit den Aufladeerfordernissen für die verschiedenen Farbausgänge verändert werden. Die Umschaltzeiten müssen trotz starker Spannungsschwankungen ausserordentlich kurz gehalten verden und die Quelle der geschalteten Spannungen muß die hochkapazitive Last, welche durch die Beschleunigungsanodenanordnung gebildet wird, gespeist werden können· Normalerweise sind dabei grosse Leistungsverluste zu erwarten.

Erfindungsgemäß werden Impulsserien von entweder sehr hohen oder verhältnismässig niedrigen Spannungspegeln und mit kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten in neuartiger Weise mit einem bemerkenswert hohen Wirkungsgrad durch ein induktives Gerät erzeugt, welches durch verhältnismässig kleine Steuersignale so geschaltet wird, daß es wechselweise hohe und niedrige Induktivitäten in einem abgestimmten Kreis' mit der Kapazität aufweist. Vorteilhaft geschehen die Umschaltungen unter Bedingungen eines verhältnismässig geringen Stroms und einer verhältnismässig niedrigen Spannung, was die Verwendung billiger Transistoren für solche Zwecke ermöglicht, und die Ausgangsimpulse sind zur Erregung der Beschleunigungsanoden von Farb-

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fernsehbildröhren und/oder von Chrominanz-Tastkreisen (chrominance-gating circuitry) gut geeignet.

Ein Ziel der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Gerätes billiger Bauart, mit welchem zwischen Spannungspegeln mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad geschaltet werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Schaltungsaufbaus von unkomplizierter Form zum Treiben hochkapazitiver Lasten zwischen bestimmten Spannungspegeln in rascher Weise und mit geringen Leistungsverlusten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Quelle für elektrische Impulsserien mit einem raschen Wechsel zwischen hohen Spannungspegeln synchron mit Triggerungsimpulsen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Generators für gestufte Impulse, der mit einer hochkapazitiven Last verbunden ist und diese erregt, beispielsweise mit einer Beschleunigungsanodenanordnung einer geschwindigkeitsmodulierten Fernsehbildröhre.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Stufen-

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wellengenerators von niedriger Leistung mit einer neuartig veränderlichen Induktivität und einer hochkapazitiven Last, . welche zusammen zur Bildung von Hochspannungswellen führen, die eine gute Rechteckcharakteristik haben und in einem genauen Abhängigkeitsverhältnis mit Synchronisierimpulsen stehen.

Erfindungsgemäß werden die erwähnten Hochspannungsimpulse von im wesentlichen rechteckiger Form an einer Parallelschaltung aus einer im wesentlichen festen Kapazität und den Induktivitäten entwickelt, die in einer Sekundärwicklung eines Transformators wirksam werden, dessen Primärseite zu verschiedenen Zeitpunkten so betrieben wird, daß sie Eigenschaften eines offenen oder kurzgeschlossenen Stromkreises aufwist. Die Kurzschlußbedingungen, die dadurch herbeigeführt werden, daß kurze Stromimpulse durch die Primärseite über eine Quelle niedriger Impedanz geleitet werden, ergeben eine niedrige effektive Induktivität und damit einen LC-Kreis hoher Eigenfrequenz auf der Sekundärseite genau zu den Zeitpunkten, an welchen Spannungen in der Sekundärwicklung durch diese Primärströme induziert werden. Der offene Stromkreis, der zu anderen Zeiten wirksam ist, ergibt eine hohe effektive Induktivität und damit einen LC-Kreis von verhältnismässig niedriger Eigenfrequenz auf der Sekundärseite. Wenn Impulsströme durch die Primärwicklung mit geeigneten Intervallabständen geleitet werden, um Sekundär-

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spannungen von abwechselnd entgegengesetzten Polaritäten zu induzieren, wird die Ausgangsspannung in vorteilhafter Weise dazu gebracht, abwechselnd anzusteigen und auf einem hohen Pegel zu bleiben und dann abzufallen und auf einem niedrigeren Pegel zu bleiben.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild, welches eine Aisführungsform eines Stufenwellengenerators gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 Wellenformen elektrischer Signale, die mit der Schaltung nach Figl erhalten werden können;

Fig. 3 in schematischer Darstellung Einzelheiten sowie die zugehörigen Wellenformen für eine andere Ausführungsform eines synchronisierten Stufenwellengenerators;

Fig. 4 eine weitere Ausfuhrungsform eines Stufenwellengenerators mit gesonderten Primärwicklungen und einer Anordnung zur Isolierung der Induktivität von der hohen Spannung, der die Ausgänge überlagert werden, und

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Hg, 5 einen Satz von Wellenformen, welche bestimmte StromundSpannungsbedingungen kennzeichnen, die durch die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Stufenwellengeneratoren bedingt sind.

in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemässe Stufenwellengenerator umfaßt eine Induktivität 11 in Form eines Transformators, der eine Primärwicklung 13 mit einer Mittelanzapfung und eine Sekundärwicklung 15 besitzt, die vorzugsweise eine grössere Zahl von Windungen als jede Hälfte der Primärwicklung aufweist. Die Mittelanzapfung 17 der Primärwicklung 13 ist mit der positiven Klemme einer nicht dargestellten Spannungsquelle herkömmlicher Form von niedriger Impedanz verbunden. Die obere Hälfte der Primärwicklung 13 ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors 19 über eine Diode 2o verbunden, während die untere Hälfte der gleichen Primärwicklung mit dem Kollektor eines npn-Transistors 21 über eine Diode 22 verbunden ist« Die Emitter der beiden Transistoren sind geerdet. Eine Impulsquelle 23 liefert Triggerungsimpulse abwechselnd an die Basiselektroden der Transistoren 19 und 21, was zur Folge hat, daß diese beiden Transistoren kurze Zeit Strom durch die zugeordneten Hälften der Primärwicklung synchron mit den Triggerungsimpulsen hindurchtreten lassen. Wie ersichtlich, sind diese Ströme abwechselnd von solchen Richtungen durch die Wicklungs-

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hälften, die in solchen Richtungen gewickelt sind, daß die resultierenden Ausgangsspannungen, welche sie in der Sekundär- «icklung IS induzieren, entgegengesetzte Polaritäten haben. Dl» Dioden 2o und 21 schütten den ihnen zugeordneten Transistorkollektor gegen negative Spannungsschwankungen· Das eine find· der Sekundärwicklung 15 ist geerdet dargestellt, während ihr anderes Ende mit einer geerdeten festen Kapazität 25 verbunden ist, so daß die Parallelschaltung aus Kapazität und Induktivität Blgenfrequenzen haben können, welche durch die su den verschiedenen Zeitpunkten wirksamen Induktivitäten {^kennzeichnet sind«

Wie in P₍lg« 2 gezeigt, treten die durch die Impulsquelle 23 den Basiselektroden der Transistoren 19 und 21 zugeführten Impulse 16 und 27 mit regelmässigen Intervallen bei den dargestellten Impulsserien auf, wobei die dem Transistor 21 züge führ te η Impulse 27 im wesentlichen in der Mitte der Intervalle zwischen den dem Transistor 19 zugeführten aufeinanderfolgenden Impulsen 26 auftret*. Wenn einer der Spannungsimpulse 26 dem Transistor 19 zugeführt wird, wird dieser leitend gemacht, worauf Strom von der an der Klemme 17 liegenden Quelle positiver Spannung durch die eine Seite der Primärwicklung 13 und über den Transistor 19 zur Erde während der Dauer nur dieses Impulses fließt. Wenn einer der Spannungsimpulse 27 dem

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Transistor 21 zugeführt wird, fließt Strom von der an der Klemme 17 liegenden positiven Klemme durch die andere Seite der Primärwicklung 17 und über den Transistor 21 zur Erde während der Dauer nur dieses Impulses. Beim Fehlen solcher Triggerungs- oder Synchronisierimpulse bleiben beide Transistoren gesperrt, so daß sich die Primärwicklung 13 in einem offenen Stromkreis befindet. Die Transistoren wirken daher als elektronische Steuerschalter, welche wechseltd.se entgegengesetzte Seiten der Primärwicklung 13 für kurze Zeitintervalle erden, so daß die gewünschten Primärstromimpulse synchron mit den Steuerimpulsen 26 und 27 fliessen.

Wenn der Transistor 19 durch einen der Impulse 26 leitend gemacht wird, treibt der resultierende Stromfluß in der oberen Hälfte der Primärwicklung 13 die Ausgangsspannung 28 an der kapazitiven Last 25 rasch auf einen hohen Wert 28a während des Anstiegs 28b. Sobald die Spannung am Kondensator 25 den gewünschten hohen Spannungspegel erreicht hat, endet der Steuerimpuls 26. Während der Transistor 19 leitend ist, ist die in der TransformatorSekundärwicklung 15 auftretende Induktivität nur eine verhältnismässig niedrige Streuinduktivität des Transformators 11. Daher wird die Spannung am Kondensator 25 auf ihren positiven Pegel von einer Quelle* mit einer verhältnismässig niedrigen Induktivität getrieben

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und der LC-Kreis hat dann eine hohe Eigenfrequenz. Dieser Umstand ermöglicht, daß da: gewünschte Spannungspegel rasch erreicht werden kann und zwar in einer im wesentlichen sinusförmigen Weise während des Anstiegs 28b. Wenn keiner der Steuertransistoren 19 und 21 leitend ist und sich daher die Primärwicklung des Transformators 11 in einem offenen Stromkreis befindet, ist die Induktivität des Transformators in der Sekundärwicklung eine verhältnismässig hohe Induktivität. Daher ist, wenn die Sekundärspannung auf den gewünschten Pegel ansteigt und der dem Transistor 19 zugeführte Impuls endet, die Induktivität parallel zum Kondensator hoch und der gleiche LC-Kreis hat dann eine verhältnismässig niedrige Eigenfrequenz. Diese Bedingung verhindert, daß die Spannung am Kondensator 25 rasch abfällt, so daß das im wesentlichen flache Dach 28a der in Fig. 2 dargestellten Rechteckwelle erhalten wird.

Wenn der Transistor 21 durch einen der Impulse 27 leitend gemacht wird, hat der resultierende Strom, der durch die untere Hälfte der Primärwicklung 13 fließt, das Bestreben, die Ausgangsspannung am Kondensator in der negativen Richtung zu treiben. Die Spannung am Kondensator 25 erreicht einen gewünschten herabgesetten Spannungspegel 28c zu dem Zeitpunkt, in welchem der Impuls 27 endet. Da der Transistor 21 in Verbindung mit einer Quelle niedriger Impedanz während der Zeit leitend ist, während welcher die Ausgangsspannung der Seknndär-

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wicklung in der negativen Richtung getrieben wird, ist die Induktivität des Transformators 11, wie sie durch den Kondensator 25 ausgewiesen wird, nur die verhältnismässig geringe Streuinduktivität des Transformators, so daß eine kurze Abfallzeit beim Umschalten von dem hohen Spannungspegel 28a auf den niedrigen Spannungspegel 28c in einer im wesentlichen sinusförmigen Weise an der Hinterflanke 28d erzielt wird. Nach der Beendigung des Impulses 27 befindet sich die Primärwicklung 13 wieder in einem offenen Stromkreis, so daß die Induktivität des Transformators 11, wie sie durch den Kondensator 25 ausgewiesen wird, wieder eine hohe Induktivität wird, so daß der erhaltene LC-Kreis von geringer Eigenfrequenz ein rasches Abfallen der Spannung an diesem Kondensator zeigt.

Daher wird eine gute Stufenwelle wie die dargestellte Rechteckwelle 28 mit steilen Vorder- und Hinterflanken und im wesentlichen flachen Teilen zwischen den Flanken in herkömmlicher und einfacher Weise genau synchron mit den Steuerimpulsen erreicht. Wie bereits erwähnt, wird eine neuartige Arbeitsweise erhalten, da die Induktivität des Transformators, bezogen auf den Kondensator, während der Anstiegs- und Abfallzeiten der Stufenwelle niedrig ist, jedoch während der im wesentlichen flachen Teile der Welle hoch ist. Ausserdem begünstigen die Erregungsströme diese ungewöhnliche Arbeitsweise mit geringem Leistungsverlust, da der Stromkreis eine niedrige Induktivität

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während der Zeiten aufweist, während welchen der Ausgang zwischen den Spannungspegeln geschaltet wird, und da die Spannungsübergänge einen im wesentlichen sinusförmigen Verlauf haben. Ferner wird ein sparsamer Leistungsverbrauch erreicht, da die Steuertransistoren nur während kurzer intermittierender Intervalle leitend zu sein brauchen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die jeweiligen Spannungsvervielfachungen gleichzeitig durch eine geeignete Gestaltung des verhältnismässig einfachen und billigen Transformators erhalten werden können«

Wenn der erfindungsgemässe Stufenwellengenerator zur Modulation von Beschleunigungsspannungen in einer Farbbildröhre verwendet wird, ist es wünschenswert, daß die Ausgangsspannungen zwischen hohen positiven SpannungspegeIn von beispielsweise Io und IS kV abwechseln. Für solche Zwecke kann das eine Ende der Sekundärwicklung mit einer Gleichspannungsquelle von einem mittleren Pegel von beispielsweise 12,S kV verbunden werden. Die gleiche gestufte Wellenform (beispielsweise Rechteckwellenform) kann dann am LC-Kreis auf der Sekundärseite in Überlagerung (Beispiel: abwechselnd additiv und subtraktiv) zum 12,5 kV-Gleichspannungspegel erzeugt werden. Eine Anordnung dieser Art ist in Fig. 3 dargestellt, in welcher die Elemente, die den in Fig. 1 dargestellten entsprechen,

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mit den gleichen Bezugsziffern und einem zusätzlichen Strich gekennzeichnet sind. Die Wellenform 29 kennzeichnet den Umstand, daß die am Kondensator 25* und an der Ausgangsklemme 3o entwickelten Ausgangssignale abwechselnd einen verhältnismässig hohen Pegel 29a während bestimmter Perioden (beispielsweise zwiahen den Zeitpunkten t^ und t₂) und einen verhältnismässig niedrigen Pegel 29b (z.B. zwischen den Zeitpunkten t₂ und tj) haben. Die Impulse 29a bzw. 29b sind mit Bezug auf einen Gleichspannungspegel 29c positiv bzw. negativ, welcher im wesentlichen der der Klemme 31 von einer Hochspannungsquelle zugeführte ist und dem die Impulse überlagert werden. Diese Impulse werden mit Hilfe der Sekundärwicklung IS* der Induktivität 11' in Form eines Transformators mit einer mittelangezapften Primärwicklung 13* entwickelt. Die Verbindung 17* mit einer positiven Gleichstromquelle ermöglicht Stoßerregungen der Primärwicklungshälften des Transformators zu Zeitpunkten, welche durch die zugeordneten Transistoren 19* und 21* gesteuert werden. Der Basiselektrode des Transistors 19* werden kurze Steuerimpulse (32 und 34) zugeführt, welche mit kurzen Steuerimpulsen (33 und 35) abwechseln, die dem Transistor 21* von einer geeignetenQuelle bzw. von geeigneten Quellen zugeführt werden (beispielsweise von einem Multivibrator-Impulsgenerator). Primärstromimpulse, welche mit dem Triggern des Transistors 19· in einen leitenden Zustand durch Steuerimpulse, wie die Impulse 32 und 34, syn-

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chronisiert sind, fliessen in der Richtung des Pfeils 36, wodurch die Ausgänge 29a von höherem Pegel induziert werden, welche durch den Kondensator 25' aufrechterhalten werden, bis der Transistor 21' zu abwechselnden Zeiten in einen Leitungszustand durch Steuerimpulse, wie die Impulse 33 und 35, getriggert werden, so daß Stromimpulse durch die untere Hälfte der Primärwicklung 13' in der entgegengesetzten Richtung fliessen, wie durch den Pfeil 37 angegeben. Die Spannungsschwankungen auf der Sekundärseite werden durch das Windungsverhältnis multipliziert mit der Primärspannung bestimmt, obwohl die Primärspannung, welche aus einer gegebenen Gleichstromzufuhr erhalten wird, höher als infolge des Q der Schaltung erwartet ist. Die Gleichspannung an der Zufuhrklemme 17' kann daher niedriger als für einen normalen Gegentaktbetrieb sein, und die im System auftretenden Resonanzvorgänge werden daher insofern zu einem weiteren Vorteil ausgenutzt, als hierdurch der Eingangsleistungsbedarf herabgesetzt wird. Bei einem System, bei welchem die Ausgangsklemme 3o eine Beschleunigungsanodenverbindung für eine geschwindigkeitsmodulierte Fernsehbildröhre darstellt und 25' seine Kapazität gegen Erde ist, kann der Gleichspannungspegel 29c an der Klemme 31 der Sekundärwicklung etwa 15kV betragen, wobei sich die positiven Impulse 29' um 4 kV nach oben bis 19 kV erstrecken, während sich die negativen Impulse 29b nach unten um 2 kV

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bis 13 kV erstrecken. Ausser den vorerwähnten Hochspannungsausgängen werden im Verhältnis stehende Ausgangsimpulse 38 von entsprechend synchronisierter Periodizität jedoch von umgekehrten Polaritäten zweckmässig an der Ausgangsklemme eines Teils 15a der Sekundärwicklung 15· entnommen.

In Fig. 4, in welcher eine weitere Ausführungsform dargestellt ist, sind die Elemente, welche die gleiche Funktion wie bei den vorangehend beschriebenen Figuren haben, mit den gleichen Bezugziffern bezeichnet, die jedoch zur Unterscheidung mit einem Doppelstrich versehen sind. Auf der Primärseite der Induktivität 11" in Form eines Transformators sind die obere und die untere Wicklung 13a bzw. 13b getrennt und in verschiedenen Richtungen gewickelt, so daß der Strom, der in der gleichen Richtung von den positiven Klemmen 17a und 17b aus fließt, trotzdem Sekundärspannungen von entgegengesetzten Polaritäten induziert. Auf der Sekundärseite sind Ausgangsimpulse von verhältnismässig niedriger Spannung und der gleichen Polarität wie die an der Klemme 3o" auftretenden aus der Anzapfung 39" erzielbar und brauchen, wie ersichtlich, die Transformatorisolationen nicht den maximalen Ausgangsspannungen (von beispielsweise 19 kV) standhalten zu können, welche die positiven Ausgangsimpulse darstellen, die der Hochspannungs-Öleichstromzufuhr überlagert werden. Im letzteren Zusammenhang ist die Hochspannungs-Zufuhrklemme 31"

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-limit der Ausgangsklemme über eine Drossel 4o gekoppelt, jedoch, von der Sekundärwicklung 15" durch einen Koppelkondensator 41 isoliert. Die Transformatorisolierung braucht daher nur für die Spitzenwerte der Ausgangsimpulse zu isolieren* die an der Sekundärwicklung 15· entwickelt werden, und können daher weniger iperrig und teuer sein als es sonst zulässig wäre. Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann die Sekundärseite der Induktivität zwei oder mehrere Wicklungsteile je getrennt mit einer Kapazität abgestimmt aufweisen, um gesonderte Ausgänge zu erhalten, von denen jeder in der erfindungsgemässen Weise entwickelt wird.

Die Impulse 32a und 34a in Fig. 5 kennzeichnen die sehr kurzen Stromflußbedingungen in der oberen Hälfte der Transformator-Primärwicklung 13* (Fig. 3), wenn der Transistor 19* periodisch durch die Spannungsimpulse 32 und 34 zu den Zeitpunkten tj, tj usw. in den Leitungszustand vorgespannt wird. Die Stromimpulse 33a und 35a treten durch die untere Hälfte der Transformator-Primärwicklung 13* auf, wenn der entgegengesetzte Transistor 21* periodisch im wesentlichen zu den Zeitpunkten t,, t. usw. durch die vorerwähnten Steuerwirkungen der Impulse 33 und 35 in den Leitungszustand vorgespannt wird. Die begleitenden Hochspannungsschwingungen, welche in der Sekundärwicklung 15* induziert werden, sind im

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wesentlichen sinusförmig, wie durch die Vorder- und die Hinterflanke 29d und 29e der resultierenden Hochspannungs- · Impulsserie 29 gezeigt. Wie erwähnt, tendieren die Kapazität 15' auf der Sekundärseite und die Induktivität, mit der sie kombiniert ist, nach einer verhältnismässig hohen Eigenfrequenz während der beschriebenen Überkreuzungsbedingungen (d.h. zu den Zeitpunkten, an welchen sich die Vorder- und Hinterflanken entwickeln). Während solcher Oberkreuzungsperioden zeigt der Transformator auf seiner Sekundärseite im wesentlichen nur einen verhältnismässig niedrigen •Streuinduktivitätswert. Die strichpunktierten Linien 29f kennzeichnen den gedämpften sinusförmigen Ausgang, der gewöhnlich zu erwarten ist. Jedoch wird bei einem offenen Stromkreis der Primärwicklung nach jeder Stoßerregung bzw. jedem Stromimpuls durch diese die auf der Sekundärseite wirksame Induktivität wesentlich erhöht, was zur Folge hat, daß die effektive Eigenfrequenz viel niedriger ist, bis der nächstfolgende Primärwickli-ungs-Stromimpuls auftritt. Im besonderen wird die letztere Induktivität so ausreichend hoch vorgesehen, daß wesentlich - weniger als eine Halbperioden-SpannungsSchwankung sowohl in dem Intervall zwischen den Zeitpunkten t-, bis t« und t-t. bis tj usw. (Fig. 5) auftreten kann. Das Auftreten einer gewissen SpannungsSchwankung (Abfall im Falle der Impulse 29a und Anstieg im Falle der Impulse 29b) kann erwartet werden, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Wellenform der Sekundärspannung kann

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dadurch verbessert werden, daß die Steuertransistoren etwas vorher, gesperrt werden, bevor die Primärstromimpulse (32a-35a) den Nullpegel unter den dann bestehenden Eigenfrequenzbedingungen erreichen. Beispielsweise können die Triggerungsimpulse 32 - 35 je kürzer als die Eigenschwingungshalbperiode t- - t*, der Primärstromimpulse, wie der Impuls 32a, gemacht werden, so daß der Transistor 19' zum Zeitpunkt t., gesperrt wird. Die Sekundärspannung mit der Wellenflanke 29d erreicht daher nicht ihren Spitzenwert, wenn die Sperrung auftritt, sondern setzt stattdessen ihren Aufwärtsanstieg fort, so daß die Ausgangsspannungsspitze nach dem Zeitpunkt t.jk auftritt und während die Eigenfrequenz herabgesetzt wird. Der veränderte positive Impuls kann dann dazu gebracht werden, daß er auf einem wünschenswert hohen Pegel während der Periode t. bis t., bleibt. In ähnlicher Weise kann ein frühes la L

Sperren des Transistors 21' zum Zeitpunkt t_2a statt zum Zeitpunkt t-^ dann dazu führen, daß der negative Impuls näher auf einem im wesentlichen festen Wert zwischen den Zeitpunkten t^t. und t- gehalten wird.

Im Rahmen der Erfindung sind für den Fachmann zahlreiche Abänderungen möglich. Beispielsweise können die gewünschten symmetrischen oder unsymmetrischen gestuften Wellenformen durch Verstellen der Phasenlage der einen von Steuerimpulsen (beispielsweise der Impulse 32, 34 usw.) mit Bezug auf die

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andere (beispielsweise den Pulsen 33, 35 usw.) entwickelt werden. Diese Steuerimpulse können von einem gemeinsamen Impulsgenerator stammen oder von gesonderten Synchronimpulsquellen od. dgl*. Obwohl positive Steuerimpulse dargestellt sind, kann das System stattdessen für die beabsichtigte Arbeitsweise durch andere Impulse getriggert werden, beispielsweise durch abwechselnde positive und negative Impulse, von denen jeder für die Stufenform des Ausgangs in einer verschiedenen Richtung verantwortlich ist. Es kann eine einzige Primärwicklung verwendet werden, wenn die Stromimpulse durch diese abwechselnd in verschiedenen Richtungen sind. Autotransformatoreinheiten können die gebräuchlicheren Transfornator-Induktivitätseinheiten der dargestellten Ausführungsformen ersetzen und Röhren, steuerbare Siliciumgleichrichter u, dgl. können die zur Steuerung der Stroraimpulse gezeigten Transistoren ersetzen. Die Erfindung ist daher nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

1.) Schaltanordnung zum Formen elektrischer Impulse mit steilen Vorder- und Hinterflanken, mit einer Induktivität, welche einen Induktivitätsteil aufweist, der in einen Resonanzkreis mit einer Kapazität geschaltet werden kann, und mit einer Impulsquelle, welche Triggerungsimpulse liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (11) Elemente (19, 21) zur Veränderung der Induktivität aufweist, welche mit dem erwähnten Induktivitätsteil gekoppelt sind und zwischen verschiedenen Zuständen geschaltet werden können, in welchen sie zur Folge haben, daß der Induktivitätsteil verschiedene Induktivitätswerte aufweist, und die erwähnten Elemente zur Veränderung der Induktivität zwischen den erwähnten verschiedenen Zuständen geschaltet werden, und elektrische Energie dem Resonanzkreis des Induktivitätsteils und der Kapazität synchron mit dem Schalten zwischen den erwähnten verschiedenen Zuständen zugeführt wird.

2, Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß *

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die erwähnte Induktivität (11) durch einen Transformator mit einer ersten und einer sweiten Wicklung gebildet wird, die miteinander induktiv gekoppelt sind, die zweite Wicklung (15) den erwähnten induktiven Teil aufweist und die erste Wicklung (13) die Elemente zur Veränderung der Induktivität umfaßt und die erwähnten Mittel zum Schalten durch eine elektronische Ventilanordnung gebildet werden, welche abwechselnd zuerst mindestens einen Teil der ersten Wicklung (13) über eine niedrige Impedanz kurzschließt und dann mindestens den erwähnten Teil der ersten Wicklung (13) in einen offenen Stromkreis bringt.

3« Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte niedrige Impedanz durch eine elektrische Stromquelle gebildet wird, welche die erwähnte elektrische Energie synchron mit dem Kurzschliessen liefert.

4. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Ventilanordnung selektiv so erregbar ist, daß sie Stromimpulse von der erwähnten Stromquelle durch die Erregungswicklung (13)

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des Transformators hindurchtreten läßt, und eine Steuereinrichtung Mittel aufweist, durch welche die Ventilanordnung elektrisch so vorgespannt wird, daß sie Stromimpulse mit einem bestimmten Wechsel leitet, wobei die abwechselnden Impulse Spannungen von entgegengesetzten Polaritäten in der zweiten Wicklung (15) induzieren, wobei die Dauer der.Stromimpulse im Verhältnis zu ihren Abständen kurz ist.

5. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle durch eine Quelle einer einseitig gerichteten Spannung von niedriger Impedanz gebildet wird, die erwähnte elektronische Ventilanordnung durch zwei Halbleiter-Stromsteuervorrichtungen (19, 21) gebildet wird, von denen jede gesondert einen Stromfluß durch ein elektrisches Vorspannen in einen Leitungszustand leiten kann, und jede der erwähnten Vorrichtungen in ein verschiedenes Stromkreisverhältnis mit der Erregungswicklung (13) und mit der erwähnten Quelle geschaltet ist.

6. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1-5, gekennzeichnet durch eine Quelle einer einseitig gerichteten Spannung und

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Mittel.zur Spannungsüberlagerung von der Ausgangswicklung (15) auf die einseitig gerichtete Spannung von der erwähnten Quelle.

7. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Impulse elektrischer Energie von einer Dauer sind, welche etwa eine Halb" periode der Signale der hohen Eigenfrequenz der erwähnten Kombination nicht überschreitet, welche während der Perioden der erwähnten Impulse besteht, und daß die Abstände zwischen den erwähnten Impulsen von einer Dauer sind, welche etwa eine Halbperiode der Signale von niedriger Eigenfrequenz der erwähnten Kombination nicht überschreitet, räche während der Perioden zwischen den erwähnten Impulsen besteht.

8. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1-7, dadurch ge-. kennzeichnet, daß die erste bzw. Primärwicklung (13) des Transformators (11) eine angezapfte Wicklung ist, ein erster Kreis mit einer Spannungsquelle zwischen der Anzapfung der Primärwicklung und dem einen Ende der letzteren verbunden ist, ein zweiter Kreis mit der Spannung squelIe zwischen der Anzapfung der Primärwicklung

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und dem anderen Ende der letzteren verbunden ist, ein erster Schalter in dem ersten Kreis und ein zweiter Schalter in dem zweiten Kreis abwechselnd für kurze Intervalle geschlossen werden, welche durch Intervalle getrennt sind, während welchen sowohl der erste als auch der zweite Schalter offen sind, und eine Kapazität in ein Resonanzkreisverhältnis mit mindestens einem Teil der Sekundärwicklung geschaltet ist.

9. Schaltanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schalter elektronische Ventile mit Steuerelektroden sind, welche deren Leitungszustand steuern, und wobei die Mittel zum Schliessen der erwähnten Schalter durch Mittel gebildet werden, welche Impulse abwechselnd den Steuarelektroden der elektronischen Ventile zuführen,

Io. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Kapazität an mindestens einen Teil der Sekundärwicklung in Parallelschaltung angeschaltet ist.

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