DE1537331C3 - Impulsgenerator für Rechteckimpulse - Google Patents
Impulsgenerator für RechteckimpulseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsgenerator für Rechteckimpulse sehr hoher Folgefrequenzen, bei
dem einer Sinus- oder Impulsstromquelle ein Vierpolnetzwerk nachgeschaltet ist, das in jeweils einer
Querableitung eine von einem Vorstrom durchflossene
■ und eine entgegengepolte, mit einer Sperrvorspanniing
beaufschlagte Speicherschaltdiode aufweist und bei dem jeder Impuls oder jede Sinushalbweile einer Polarität
eine kurzzeitige Schaltzustandsumkehr der Dioden bewirkt.
Bekannte Impulsgeneratoren dieser Art, die beispielsweise in der »Frequenz«, Bd. 20/1966, Nr. 2, S. 48 bis 55,
insbesondere Bild 7, beschrieben sind, haben den Nachteil, daß die Impulsbreite der abgegebenen, steilen
Rechteekimpulse nur bis zu einem bestimmten, von den Schaltungsparametern abhängigen, unteren Grenzwert
verringert werden kann. Dies erklärt sich daraus, daß die Vorderflanken der abgegebenen Impulse jeweils
durch das Sperren der eingangsseitigen, im Ruhezustand von einem Vorstrom durchflossenen Speicherschaltdiode
erzeugt werden, wobei gleichzeitig die ausgangsseitige, vorerst gesperrte Speicherschaltdiode
in den Durchlaßbereich gesteuert wird, während die rückseitigen Impulsflanken jeweils durch das Sperren
der letzteren gebildet werden. Der oberhalb der Sperrvorspannung liegende Teil der ansteuernden
Spannung führt dabei zur Bildung einer Speicherladung an der pn-Grenzschicht der ausgangsseitigen Diode, die
bei Umsteuerung derselben in Sperrichtung abgebaut wird, wobei am Ende der Speicherzeit die Sperrung
erfolgt. Ist bei schmalen ansteuernden Impulsen diese Speicherladung zu gering, erfolgt die Sperrung noch
während der rückseitigen Flanke des ansteuernden Impulses. Damit wird jedoch die rückseitige Flanke des
abgegebenen Impulses von diesem Zeitpunkt an durch die rückwärtige Flanke des ansteuernden Impulses
bestimmt, was dazu führt, daß sie eine ungünstige, d. h. abgerundete und verschliffene Form aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
rechteckförmige, beliebig schmale Ausgangsimpulse erzeugen kann. Ausgehend von der eingangs genannten
Schaltung wird dies gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die von dem Vorstrom durchflossene
Speicherschaltdiode am Vierpolausgang angeordnet ist und daß zwischen den beiden Querableitungen ein
ohmscher Längswiderstand eingeschaltet ist.
Andererseits ist aus der US-Patentschrift 30 76 902 eine Schaltung zur Erzeugung sehr schmaler Rechteckimpulse
bekannt, die von einem logischen Netzwerk über zwei Eingänge mit zeitlich beliebig gegeneinander
versetzten Impulsen gespeist wird und zwei Speicherschaltdioden enthält, die in Abhängigkeit von den
eingangsseitigen Impulsen in ihren Schaltzuständen jeweils so gesteuert werden, daß die an ihnen
entstehenden Spannungen sich zu rechteckigen Impulsen zusammensetzen lassen. Die rechteckigen Impulse
sind bei einem genügend kleinen, gegenseitigen zeitlichen Abstand der eingangsseitigen Impulse auch
von beliebig kurzer Dauer. Diese von der Gattung des Anmeldungsgegenstandes abweichende Schaltung
weist zur potentialrichtigen Steuerung der Schaltzustände der Speicherschaltdioden eine Mehrzahl von
Gleichrichterdioden auf und benötigt zur Zusammensetzung der an den Speicherschaltdioden auftretenden
Spannungskomponenten zu einem Ausgangsimpuls zwei weitere Halbleiterdioden, die bei extremen
Zeitbedingungen aus schnellschaltenden Schottky-Dioden bestehen müssen. Damit ist diese Schaltung jedoch
relativ aufwendig.
Die Erzeugung kurzzeitiger Rechteckimpulse wird zwar auch mit weiteren bekannten, vom Gattungsbegriff
des Anmeldungsgegenstandes ebenfalls abweichenden Schaltungen angestrebt, jedoch nur unvollkommen
erreicht. So läßt sich beispielsweise der DT-PS 12 17 432 eine Schaltung entnehmen, bei der zwei mit
entgegengesetzter Polung in Reihe geschaltete Speicherschaltdioden vorgesehen sind und die Rechteckimpulse
parallel zu einer derselben abgenommen werden. Die Impulsform wird hierbei durch eine
Abstimmleitung verstellbarer Länge gewählt, deren Eingang der ausgangsseitigen Speicherschaltdiode parallel
geschaltet ist. Die hierbei verwendete mechanische Abstimmung ist gegenüber Bedienungsfehlern anfällig
und vermag eine konstante Rechteckform der abgegebenen Impulse bei einer Änderung der Abstimmung
nicht zu gewährleisten. Die DT-AS 12 13 479 zeigt schließlich eine Schaltung mit einer Speicherschaltdiode
und einem Schwingkreis, bei der die Vorderflanke der abgegebenen Impulse durch die Wirkung der Speicherschaltdiode
steil gehalten werden kann, die Rückflanke jedoch nicht. Durch die zusätzliche Wirkung des
Schwingkreises wird zwar die Steilheit der Rückflanke vergrößert, die der Vorderflanke jedoch gleichzeitig
verringert, so daß keine klare Rechteckform der abgegebenen Impulse erreichbar ist.
Ein wesentlicher Vorteil des Impulsgenerators nach der Erfindung liegt darin, daß mit nur relativ geringem
Schaltungsaufwand bei fortschreitender Verringerung der Breite der ansteuernden Impulse beliebig schmale,
rechteckförmige Ausgangsimpulse erzeugt werden. Dabei sind die ansteuernden Impulse auch durch eine
Sinusspannung ersetzbar. Ferner besteht die Möglichkeit, durch Zuschaltung eines Programmierungsimpuls-Generators
parallel zur Sinus- oder Impulsstromquelle eine Impulsserie mit stetig einstellbarer Impulszahl zu
erzeugen, wobei auch relativ hohe Impulszahlen eingeschlossen sind. Weiterhin kann die Impulsfolgefrequenz
ohne Schwierigkeiten verändert werden. Die erzeugten Ausgangsimpulse weisen steile Vorderflanken
und Rückflanken von beispielsweise 100 ps-Dauer und eine Höhe von mehreren Volt auf. Bei einem nach
der Erfindung ausgebildeten Impulsgenerator mit Sinusansteuerung wurden ohne Beeinträchtigung der
Wirkungsweise der Schaltung Folgefrequenzen der Ausgangsimpulse von 1 GHz erreicht.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten eines Impulsgenerators nach der Erfindung sind der
nachfolgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele entnehmbar.
Dabei zeigt
F i g. 1 die Prinzipschaltung eines Impulsgenerators nach der Erfindung,
F i g. 2 ein Zeitdiagramm der an verschiedenen Schaltungspunkten von F i g. 1 auftretenden Ströme
bzw. Spannungen,
Fig.3 die schematische Darstellung eines Impulsgenerators
nach der Erfindung, bei dem zusätzliche Kompensationsmaßnahmen zur Verbesserung der Kurvenform
der ausgangsseitigen Impulsspannungen getroffen sind,
Fig.4 eine konstruktive Durchbildung des die Speicherschaltdioden aufnehmenden Leitungsabschnitts.
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 zeigt einen Impulsgenerator 1 mit einem inneren Widerstand 2, an
dessen Ausgang der Eingang 3, 4 eines Vierpolnetzwerks 3, 4, 5, 6 geschaltet ist. In jeweils einer
Querableitung ist eine erste Speicherschaltdiode Di und eine zweite Speicherschaltdiode D2 in entgegengesetzter
Polung angeordnet, wobei an den Vierpolaus-.gang 5,6 ein Lastwiderstand Rl angeschaltet ist, an dem
Ausgangsimpulse i'l abgreifbar sind. Die Speicherschaltdiode
D1 ist mit einer Sperrvorspannung Ub beaufschlagt,
wobei der die Sperrvorspannung erzeugende Generator mit 7 und sein Innenwiderstand mit 8
bezeichnet ist. Die Einspeisung der Sperrvorspannung erfolgt z. B. an den Belegungen eines in der ersten
Querableitung liegenden, einen hochfrequenzmäßigen Kurzschluß darstellenden Kondensators 9. Die
Speicherschaltdiode D 2 wird von einem in Durchlaßrichtung gepolten Vorstrom Jo durchflossen, der von
einem Generator 10 mit einem inneren Widerstand 11 erzeugt und zweckmäßigerweise über eine Drossel 12
zugeführt wird.
Die Wirkungsweise der Prinzipschaltung nach F i g. 1 sei an Hand der Zeitdiagramme nach Fig.2 näher
erläutert. Dabei zeigt F i g. 2a das Stromzeitdiagramm ic/t eines am Vierpoleingang 3, 4 zugeführten, vom
Generator 1 erzeugten Impulses; F i g. 2b den zeitlichen Spannungsverlauf Ua/1 am Vierpoleingang 3,4; Fi g. 2c
den zeitlichen Verlauf des den Längswiderstand Rk durchfließenden Stromes ίκ; F i g. 2d den Diodenstrom
/Di für D1; F i g. 2e den Diodenstrom im für D 2 und
F i g. 2f den aus dem Stromimpuls /c gebildeten Impuls j'l. Aus den Zeitdiagrammen 2cund 2d\st ersichtlich, daß
der Eingangsstrom /c nach F i g. 2a im Zeitabschnitt ίο,
f4 in zwei Teilströme ίκ und im zerlegt werden kann. Ίκ
überlagert sich in der D 2 enthaltenden Querableitung, wie in Fig. 2c dargestellt, dem Vorstrom Jo und bewirkt
damit zur Zeit ii eine Umsteuerung von D 2 in
Sperrichtung sowie eine Sperrung derselben zum Zeitpunkt ß, was zur Ausbildung der Anstiegsflanke des
Ausgangsimpulses j'l führt, im steuert entsprechend F i g. 2d die Speicherschaltdiode D1 von /2 bis h in den
Durchlaßbereich, wobei von i4 bis ie ein vom Generator
7 erzeugter Strom in Sperrichtung durch D1 und über
R < fließt und in ίβ eine Sperrung von D1 bewirkt. Die
Sperrung von D1 führt zur Ausbildung der rückwärtigen
Flanke des Impulses //.(Fi g. 2f). Die Sperrung von
D 2 zum Zeitpunkt ß bewirkt eine Erhöhung des vom Eingang 3, 4 des Vierpols her gesehenen Widerstands
von dem Wert Rk auf den Wert Rk + Rl, was zu einer plötzlichen Verringerung des Stromes wc führt, die
entsprechend auch bei /οι auftritt.
Wie aus Fig.2d hervorgeht, wird im Zeitraum ft, fo
eine Speicherladung an der Grenzschicht von D1 angesammelt, die im Zeitraum f4, te abgebaut wird.
Dabei wird der Abschnitt f<t, te als Speicherzeit der
Diode Di bezeichnet. Aus F i g. 2e ist ersichtlich, daß
die Diode D 2 bis zum Zeitpunkt fi eine Speicherladung aufnimmt und dieselbe im Zeitabschnitt fi, fs wieder
abbaut, wobei die Speicherzeit durch den Abschnitt fi, fs gegeben ist. Somit leitet D1 im Zeitabschnitt ti, te und
Dl im Zeitraum vor fs und nach te. Durch
Vergrößerung der Amplitude des Vorstromes Jo und damit der im Zeitpunkt fi gespeicherten Ladung an der
Sperrschicht von D 2 kann der Zeitpunkt fs verzögert werden, was zu einer Verringerung der Impulsbreite
von iL führt. Der Spannungsverlauf nach F i g. 2b
entspricht im Zeitabschnitt to, ti der Anstiegsflanke von ic, von h bis te, d. h. für die Zeit der Öffnung von D1,
dem Wert der Sperrvorspannung Ub und nach fe ebenso
wie vor to, d. h. bei gesperrter Diode D1 ohne Anliegen
eines Impulses ic, dem Wert Null.
Somit dient die Schaltung nach Fig. 1 dazu, von jedem dem Vierpoleingang 3, 4 zugeführten Impulse ic
mittels einer kurzzeitigen Schaltzustandsumkehr ( F i g. 2d und 2e) der Speicherschaltdioden D1 und D 2
einen Ausgangsimpuls //. abzuleiten, dessen Impulsbreite durch Veränderung der Größe von Jo einstellbar ist und
insbesondere beliebig klein gemacht werden kann.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dem Impulsgenerator 1 nach Fig. 1 ein
Programmierungsimpuls-Generator 13 parallel geschaltet, der einen Innenwiderstand 14 besitzt. Mit einer
solchen Anordnung ist es möglich, eine Impulsserie mit vorgegebener Impulsanzahl zu erzeugen, d. h. also einen
Impulsprogramm-Generator zu erstellen. Dabei wird zunächst der Vorstrom Jo in der Amplitude so weit
erhöht, daß die Speicherschaltdiode D 2 im Zeitabschnitt nicht mehr sperrt. F i g. 2g zeigt ein Zeitdiagramm
des Diodenstromes im' für diesen Fall. Der Vorstrom Jo ist dabei so groß, daß im Zeitpunkt fi eine
Speicherladung in D 2 aufgebaut ist, die durch den Differenzstrom aus in und Jo im Zeitabschnitt fi, te nicht
mehr vollständig abgebaut werden kann, so daß D 2 nicht mehr sperrt. Erst bei gleichzeitigem Auftreten
eines zusätzlichen Programmierungsimpulses iP (Fig. 2h), der vom Generator 13 erzeugt wird, dem
Vorstrom Jo entgegengepolt ist und eine solche Amplitude aufweist, daß beim Auftreten eines Impulses
ic die Verhältnisse von Fig.2e wiederhergestellt werden, entsteht eine kurzzeitige Schaltzustandsumkehr
von D1 und D 2, so daß ein Ausgangsimpuls //. in
der beschriebenen Weise abgeleitet wird. Das Stromzeitdiagramm des die Diode D 2 in diesem Fall
durchfließenden Stromes icn" ist in Fig.2i dargestellt.
Nach einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels ist die Breite ti, fs des Programmierungsimpulses
ip einstellbar. Hierdurch erreicht man, daß die Anzahl η
der in diesem Zeitabschnitt auftretenden Impulse ic mit vorzugsweise konstanter Folgefrequenz beliebig wählbar
ist, wobei vorzugsweise eine stetige Einstellbarkeit auf sämtliche natürlichen Zahlen von n=l bis n — N
(N... Grenzzahl, z. B. /V= 100) durch eine entsprechende feinstufige oder stetige Veränderung der Impulsbreite
ti, fs angestrebt wird. Dies bedeutet, daß auch die Anzahl der Ausgangsimpulse i'l am Verbraucher Rl
dementsprechend von n=\ bis /7= Neinstellbar ist. Die
Folgefrequenz der Ausgangsimpulse i'l kann dabei in einfacher Weise durch Veränderung der Folgefrequenz
des Impulsgenerators 1 nach Belieben eingestellt werden. Hierbei sind z. B. Werte von 1 GHz zu
erreichen.
ίο Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Breite des
Programmierungsimpulses iP an einer Skala des Programmierungsimpuls-Generators
13 einstellbar und ablesbar zu machen, wodurch bei einer entsprechenden Skalenbeschriftung auch eine direkte Ablesbarkeit für
die Anzahl der erzeugten Ausgangsimpulse //. gegeben ist. Zu einer solchen Skalenbeschriftung gehört jedoch
ein fester Wert der Impulsfolgefrequenz des Generators
Es ist auf verschiedene Weise möglich, mehrere Programmierungsimpulse iP, iP' ( F i g. 2h) zu erzeugen,
die jeweils eine Serie von Ausgangsimpulsen i'l hervorrufen. Insbesondere kann der zeitliche Abstand
fs, f9 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Programmierungsimpulsen derart eingestellt werden, daß eine
vorgegebene Anzahl von Ausgangsimpulsen i'l in dieses Zeitintervall fällt und somit unterdrückt wird. In
Verallgemeinerung dieses Prinzips kann mit Hilfe von mehreren Programmierungsimpulsen iP, iP usw. eine
Serie von Ausgangsimpulsen erzeugt werden, die sich aus mehreren Teilserien zusammensetzt, zwischen
denen eine beliebige Anzahl von Impulsen den Amplitudenwert Null aufweist. Auf diese Weise
entstehen Impulsserien, die nach einem bestimmten binären Code aufgebaut sind und zur Prüfung von
binären Schaltelementen, beispielsweise in der Datenverarbeitungstechnik, herangezogen werden können.
Eine relativ günstige Realisierung dieser beschriebenen Maßnahme besteht darin, daß zur Erzeugung von iP ein
zweiter Programmierungsimpuls-Generator 13' in Serie zum Generator 13 vorgesehen ist, wie dies in F i g. 1
gestrichelt angedeutet ist. Daneben besteht die Möglichkeit, den Generator 13 in kurzen Zeitabständen zu
tasten, so daß die Impulse ip und ip nacheinander erzeugt werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig,
wenn der zeitliche Abstand fs, te größer ist als die Breite der einzelnen Programmierungsimpulse; insbesondere
dann, wenn eine periodische Folge von Programmierungsimpulsen iP erzeugt werden soll.
Durch eine geringfügige Verschiebbarkeit der Zeitpunkte ti und ft, d. h. Einstellbarkeit der Phasenlage der Anstiegsflanken der Programmierungsimpulse relativ zu den Impulsen ic, wird erreicht, daß die Form des jeweils ersten Ausgangsimpulses //. den folgenden Ausgangsimpulsen weitgehend angeglichen ist. Darüber hinaus ist die Form sämtlicher Ausgangsimpulse bei konstanter Impulshöhe von ic durch das Amplitudenverhältnis von Jo'ZUip beeinflußbar.
Durch eine geringfügige Verschiebbarkeit der Zeitpunkte ti und ft, d. h. Einstellbarkeit der Phasenlage der Anstiegsflanken der Programmierungsimpulse relativ zu den Impulsen ic, wird erreicht, daß die Form des jeweils ersten Ausgangsimpulses //. den folgenden Ausgangsimpulsen weitgehend angeglichen ist. Darüber hinaus ist die Form sämtlicher Ausgangsimpulse bei konstanter Impulshöhe von ic durch das Amplitudenverhältnis von Jo'ZUip beeinflußbar.
Bei einer Vergrößerung der Amplitude von Jo werden zunächst der erste und dann auch die
nächstfolgenden Ausgangsimpulse Il nach dem Einsetzen des Programmierungsimpulses iP unterdrückt. Mit
besonderem Vorteil wird dies ausgenutzt, um die Anstiegsflanken von iP nicht so extrem steil ausbilden zu
müssen, wie dies in Fig. 2h schematisch dargestellt und den bisherigen Erläuterungen zugrunde gelegt worden
ist. Die Anzahl der ausgesendeten Ausgangsimpulse i'l wird danach durch entsprechende Vergrößerung von Jo
um eine kontrollierbare Zahl von Impulsen verringert,
wobei die Steilheit der Anstiegsflanke von ip innerhalb bestimmter Grenzen auf die Amplitudenkonstanz der
ausgesendeten Impulse keinen Einfluß hat und somit nicht mit entsprechend großem Schaltungsaufwand
erkauft werden muß. Die Form der Ausgangsimpulse k wird hierbei nicht verändert, wenn die Amplitude von ip
annähernd um den gleichen Betrag wie Jo vergrößert wird.
Mit besonderem Vorteil können die Programmierungsimpulse einen zeitabhängigen Amplitudenverlauf
aufweisen, der sich bei einem Impulsprogramm-Generator nach der Erfindung auf die Hüllkurve der einzelnen
Ausgangsimpulse k in eine entsprechende Zeitabhängigkeit der Amplitude abbildet. Von besonderer
Wichtigkeit sind hierbei lineare Zeitabhängigkeiten, bei denen eine Dreiecks-, Sägezahn- oder Trapezform des
Programmierungsimpulses ip, vorzugsweise mit einstellbarer Dachschräge, entsteht. Derartige Programmierungsimpulse
können mit Vorzug bei der Prüfung von Schwellwertschaltungen der logischen Schaltkreistechnik
verwendet werden.
In den Fig. 1 und 2 wird von einer solchen Polung der Speicherschaltdioden D1 und D 2, der Ströme Jo, Jo
und ip und der Spannung Ub ausgegangen, daß positive Ausgangsimpulse k abgegeben werden. Bei Umkehrung
dieser Polungen ist es jedoch auch möglich, Ausgangsimpulse negativer Polarität abzugeben.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Stelle des Impulsgenerators 1 ein
hochfrequenter Sinusgenerator 15 angeschaltet. Die Wirkungsweise der Schaltung entspricht hierbei, abgesehen
von geringen zeitlichen Verschiebungen der Zeitpunkte der Schaltzustandsumkehr, im wesentlichen
der F i g. 2, wenn man von einer Impulsfolgefrequenz für ig ausgeht, die der Frequenz des Sinusgenerators
entspricht, und wenn außerdem die Vorströme Jo bzw. Jo um einen Betrag verringert werden, der der
Amplitude des Sinusstromes is gleichkommt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden von jeder
zweiten Sinushalbwelle Ausgangsimpulse k abgeleitet, die in der Form etwa F i g. 2f entsprechen.
Infolge des Bahnwiderstands und der Serienreaktanzen der Speicherschaltdioden Di und D 2 treten bei
diesem Ausführungsbeispiel Anteile des hochfrequenten Sinusstromes is zwischen den einzelnen Ausgangsimpulsen
IL auf, wobei die Amplitude dieser Anteile vom
Verhältnis der genannten Diodenimpedanzen zum Verbraucherwiderstand Rl und den Generator-Innenwiderständen
8,11,14 und 16 abhängig ist. F i g. 3a zeigt eine Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels, bei der
Maßnahmen getroffen sind, um die genannten Anteile von is weitgehend zu beseitigen. Dies geschieht mit Hilfe
einer Begrenzerdiode D 3, die in Serie zum Ausgang des Vierpolnetzwerks 3,4,5, 6 angeordnet ist und mit einer
Sperrvorspannung beaufschlagt ist. Die Sperrvorspannung wird z. B. durch den an einem Widerstand R
auftretenden Spannungsabfall gebildet, der von einem Vorstrom Jv hervorgerufen wird. In Fig.3a ist
linksseitig der Klemmen 5 und 6 ein Schaltungsteil zu denken, das der F i g. 1 nach Aufbau und Wirkungsweise
entspricht.
Zur Unterdrückung der störenden Anteile des hochfrequenten Sinusstromes is zwischen den einzelnen
Ausgangsimpulsen k können weiterhin die aus der F i g. 3b entnehmbaren Schaltungsmaßnahmen getroffen
werden. Hier sind die wesentlichen Schaltungsteile von F i g. 1 in schematisierter Form nochmals dargestellt
und mit denselben Bezugszeichen versehen. Das die Speicherschaltdioden DX und D 2 enthaltende
Vierpolnetzwerk, dessen Eingang 3, 4 an den Ausgang des Sinusgenerators 15 geschaltet ist und dessen
Ausgangsklemmen mit 5 und 6 bezeichnet sind, ist hierbei durch einen Block 16 dargestellt, wobei die
Einspeisung des Vorstromes Jo und der Begrenzungsspannung Ub jeweils durch Pfeile angedeutet ist. Wie
ersichtlich, wird ein Teil des vom Sinusgenerator 15 erzeugten Ausgangsstromes über ein Dämpfungsglied
17 den Ausgangsimpulsen k hinter den Klemmen 5, 6 derart überlagert, daß es annähernd in Gegenphase zu
dem dem Vierpolnetzwerk 16 zugeführten Sinusstrom is liegt. Dadurch wird eine weitgehende Kompensation
der störenden Stromanteile und somit eine Verbesserung der Kurvenform der Ausgangsimpulse k erzielt.
Nach einer bevorzugten Ausbildung erfolgt die Überlagerung mit Hilfe eines Richtkopplers 18, dessen
Sekundärleitung der über das Dämpfungsglied 17 abgeleitete Teilstrom und dessen Primärleitung die an
den Klemmen 5, 6 auftretenden Ausgangsimpulse zugeführt werden. Hierbei ist es in vielen Fällen
zweckmäßig, zwischen den Vierpoleingang 3, 4 und die Abzweigung 19 für den kompensierenden Stromanteil
ein Dämpfungsglied 20 einzuschalten, das die vom Schaltungsteil 16 hervorgerufenen Reflexionen so weit
verringert, daß keine diesbezüglichen Störungen der Ausgangsimpulse k auftreten. Wird die Ableitung des
kompensierenden Stromanteils bei 19 mittels der Sekundärleitung eines mit seiner Primärleitung zwischen
die Schaltungsteile 15 und 20 eingefügten Richtkopplers RK vorgenommen, so ergibt sich der
Vorteil, daß die erforderliche annähernde Gegenphase des kompensierenden Stromanteils durch die Eigenschaften
dieses Richtkopplers und des Richtkopplers 18, die jeweils eine Phasendrehung von etwa 90° bewirken,
automatisch für jede Frequenz innerhalb des Richtkopplerbandes gewährleistet ist. Ferner kann in diesem
Fall das Dämpfungsglied 20 entfallen.
Ein nach der Erfindung aufgebauter Impulsgenerator läßt sich mit Hilfe des Generators 1, gegebenenfalls
ergänzt durch die Generatoren 13 und 13', oder mit Hilfe des Sinusgenerators 15 an Stelle des Generators 1
realisieren. Dabei kann die vom Generator 1 erzeugte Impulsform etwa trapezförmig, dreieckig oder rechtekkig
sein. Für jeden dieser Fälle ergeben sich rechteckförmige Ausgangsimpulse jl, deren Impulsbreite
durch Veränderung der Größe von Jo beliebig einstellbar ist.
Zweckmäßigerweise wird die Gesamtschaltung des Impulsgenerators nach der Erfindung in koaxialer
Bauweise ausgeführt, die die Übertragung des erforderlichen breiten Frequenzbandes ermöglicht. Zur Vereinfachung
des Schaltungsaufwands kann es dabei von Vorteil sein, den in Fig.3b durch den Block 16
dargestellten Leitungsabschnitt, der die Speicherschaltdioden DX und D 2 enthält, als Streifenleitung gemäß
Fig.4 auszubilden. Aus der Draufsicht nach Fig.4b
und dem Längsschnitt nach F i g. 4a ist ersichtlich, daß der Leiter 21 in Form einer Leiterplatte und der Leiter
22 beispielsweise als relativ schmaler Streifen ausgebildet sein kann, dessen Breite auf die Dicke und die
Dielektrizitätskonstante des dazwischenliegenden Dielektrikums 23 abgestimmt ist. Diese Form von
Wellenleiter ist als Mikrostrip bekannt. Die Übergänge 24 und 25 zu den angrenzenden Koaxialleitungsabschnitten
sowie die Speicherschaltdioden DX und D 2 sind hierbei in fluchtenden Bohrungen angeordnet. Zur
Aufnahme des Längswiderstands Rk wird der Leiter-
509 545/287
streifen 22 zwischen Di und' D 2 unterbrochen und
durch einen ohmschen Widerstand überbrückt. Bei dieser konstruktiven Durchbildung ist es besonders
einfach, den Kondensator 9 vorzusehen, da dieser in Form eines durchbohrten Scheibenkondensators zwi-
10
sehen D1 und 21 eingebaut werden kann. Daneben ist es
selbstverständlich möglich, auch weitere Teile der Gesamtschaltung als Streifenleitungsabschnitte auszubilden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Impulsgenerator für Rechteckinipulse sehr hoher Folgefrequenzen, bei dem einer Sinus- oder
Impulsstromquelle ein Vierpolnetz nachgeschaltet
ist, das in jeweils einer Querableitung eine von einem Vorstrom durchflossene und eine entgegengepolte,
mit einer Sperrvorspannung beaufschlagte Speicherschaltdiode aufweist und bei dem jeder
Impuls oder jede Sinushalbwelle einer Polarität eine kurzzeitige Schaltzustandsumkehr der Dioden bewirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Vorstrom (Jo) durchflossene Speicherschaltdiode
(D2) am Vierpolausgang (5,6) angeordnet ist und daß zwischen beiden Querableitungen ein
ohmscher Längswiderstand (Rk) eingeschaltet ist.
2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programmierungsimpuls-Generator
(13, 13') parallel zur Sinus- oder Impulsstromquelle (15, 1) angeordnet ist und daß
einzelne oder mehrere Programmierungsimpulse (/};, ip)einstellbarer Breite dem Vorstrom (/<
>')entgegengepolt und die Amplitude des Vorstroms (Jo) auf die
der Programmierungsimpulse so abgestimmt ist, daß lediglich die mit diesen zeitlich zusammenfallenden
Impulse (Zc;) oder Sinushalbwellen (Zs) einer Polarität
eine Schaltzustandsumkehr bewirken.
3. Impulsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmierungsimpuls
(ip, ip') rechteckförmig ist.
4. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude
des Vorstromes (Jo) so groß bemessen ist, daß die Anzahl der Ausgangsimpulse (//.) gegenüber der
Maximalzahl um eine vorgegebene Anzahl verringert wird.
5. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß.der Piogrammierungsimpuls
(/}», ip) einen zeitabhängigen Amplitudenverlauf, insbesondere eine Dreiecks-, Sägezahnoder
Trapezform, vorzugsweise mit einstellbarer Dachschräge, aufweist.
6. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des
Programmierungsimpulses (iP, ip') skalenmäßig einstellbar
und ablesbar ist.
7. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche
Abstand mehrerer Programmierungsimpulse (ίρ,ι'ρ) voneinander einstellbar und ablesbar ist.
8. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage
der Anstiegsflanke der einzelnen Programmierungsimpulse (ip, ip) einstellbar ist.
9. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine in Serie zum
Ausgang (5, 6) des Vierpolnetzwerks (3, 4, 5, 6) angeordnete, mit einer Sperrvorspannung beaufschlagte
Begrenzerdiode (D 3).
10. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
hochfrequente Sinusstrom aufgeteilt ist, so daß ein erster, vorzugsweise über die Primärleitung eines
ersten Rieht kopplers (7?/C^ abgeleiteter Teilstrom (L)
dem Vierpolnetzwerk (3, 4, 5, 6) zugeführt wird und ein zweiter, kleinerer, vorzugsweise über die
Sekundärleitung des Richlkopplers (RK) abgeleite
ter Teilstrom den ausgangsseitigen Impulsen (//.)
annähernd in Gegenphase zum ersten Teilstrom (L) überlagert wird.
11. Impulsgenerator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerung mittels eines
zweiten Richtkopplers (18) erfolgt, dessen Sekundärleitung der zweite Teilstrom und dessen Primärleitung
die ausgangsseitigen Impulse (/'/.) zugeführt werden.
12. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltung in koaxialer Bauweise ausgeführt ist.
13. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die
Speicherschaltdioden (Dl, D2) enthaltende Leitungsabschnitt
als Streifenleitung (21, 22, 23) ausgebildet ist.
14. Impulsgenerator nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Anordnung eines vorzugsweise
durchbohrten Scheibenkondensators (9) zwischen der Speicherschaltdiode (D 1) und dem einen Leiter
(21) der Streifenleitung.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0110815 | 1967-07-13 | ||
DES0110815 | 1967-07-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1537331A1 DE1537331A1 (de) | 1969-10-16 |
DE1537331B2 DE1537331B2 (de) | 1975-11-06 |
DE1537331C3 true DE1537331C3 (de) | 1976-06-10 |
Family
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