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Beschreibung zu der Patentanmeldung betreffend Transistoren-Rechteckimpuls-Generator
(Priorität 1.12.1967 - Polen - Nr. P - 123.838) Den Gegenstand der ErEindung bildet
ein für die Untersucliung von logischen Systemen, Verstärkern, Diskriiiiinatoren,
Impulsformungs-Schaltungen u.dgl. bestimmter Transistoren-Rechteckimpuls-Generator.
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Es besteht eine ansehnliche Menge von Systemen für die Erzeugung
von Rechteckimpulsen. Bekannt sind auch Standardlösungen von α stabilen Generatoren,
wie z.B.
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die Eccles-Jordan-Schaltung mit Impulsformungsstufe und Ausgangskreisen.
Diese Generatoren sind durch eine sehr komplexe Schaltung gekennzei-chnet, was zusammen
mit den hohen Kosten ihre Einsatzmöglichkeit, insbesondere bei
hoher
Impuls-Wiederholungsfrequenz wesentlich einschränkt Bekannt sind aauch Generatoren,
die auf dem Prinzip eines Verstärkers mit Gegenkupplung inform einer Verzögerungsleitung
basieren0 Diese Generatoren zeichnen sich durch einfache Bauart, hohe Stabilität
und die Möglichkeit der Erzeugung von Impulsen mit sehr hoher Wiederholungsfrequenz
aus, Solche Generatoren werden unter anderem weitgehend in Digitalmaschinen als
Taktgeneratoren angewendet, die Impulse konstanter Frequenz und Amplitude erzeugen.
Diese Generatoren sind jedoch in Geräten von universalem Charakter nicht anwendbar,
u.zw. vor allem deswegen, weil bei der Regelung der Impulswiederholungsfrequenz
unter gleichzeitiger Einhaltung von entsprechend optimalen Güteparametern der
gangsimpulse, wie Anstiegzeit, Abfallzeit und Impulszuwaschs, Schwieringkeiten auftreten.
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Die Erfindung verfolgt den Zweck, diese Schwierigkeiten zu besteitigen
und Generatoren mit
gangsimpulsen von hohen Güteparametern, leichter Amplitudenregelung dieser Impulse,
sowie vereinfachter Bauweise der ganzen Einrichtung zu verwirklichen.
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Dieses Ziel wird durch die Anwendung eines Vielpositionsschalters
erreicht, der durch ein Abstimmkondensator-Aggregat kompensiert wird und die entsprechend
gewählten Verzögerungsleitungsabschnitte im Stromkreis der Gegenkopplung des Generators
summiert. Dabei hat die Verzögerungsleitung die Form eines doppelgeschirmten konzentrischen
Kabels, das eine Erregung des Generators bei harmonischen Frequenzen verhindert,
wobei die Gruppe der entsprechend abgestimmten Kompensationkondensatoren für kurze
Anstieg. und Abfallzeiten der Impulse und geringe Amplitudenänderung sorgt.
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Der Generator nach der Erfindung besitzt auch die Möglichkeit einer
leichten Regelung und direkten Ablesung der Amplitudengrösse der Ausgangsimpulse
sowie einer einfachen Synchronisierung mit der Auslösung von Stroboskop-Cszilloskopen.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Rechteckimpuls-Generators
ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Der Transistor 1, der als Widerstandverstärker an die Widerstände
2,3, sowie den zwischen Transistoremitter
und Masse liegenden Belastungswiderstand
4 angeschlossen ist, arbeitet abwechselnd in gesättigtem und
Zustand. Der Generator enthält einen aus dem Widerstand 3 und einem Kondensator
5 bestehenden Zweipol zwischen Kollektor und Basis des Transistors 1. Die Verzögerungsleitung
im Gegenkopplungskreis ist an Abschnitten 22,23,24,25,26,27,28 unterschiedlicher
Länge ueber Schalter 6,7,8,9, die zusammen mit dem Anschluss 10 sowie dem Abstimmkondensator-Aggregat
11,12 ... 21 einen kompensierten Additionsmuschalter bilden, angeschlossene wobei
jeder von den nacheinander betatigbaren Schaltern 6 ... 10 mit mindestens zwei der
Kondensatoren 11 ... 21 sowie mit dem entsprechend Abschnitt der Verzögerungsleitung
23...28 eine unabhängige additive Untergruppe bildet. Die Schalter 6 ... g stellen
die Innen-Gegenkopplung mittels der unterschiedlichen Abschnitte 25,26,27,28 der
Verzögerungsleitung dar und ermöglichen die Erzeugung von 16 verschiedeo nen Generatorarbeitsfrequenzen
innerhalb eines gewählten Bereiches durch die reihweise, gemeinsame und einzeln
mögliche Zuschaltung der Leitungsabschnitte 25,26,27,28.
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Die Frequenzen sind entgengesetzt proportional zur Länge der in den
Gegenkopplungskreis eingeschalteten Verz5gerungsleitung. Zur Unterdrückung von Harmonischen
ist die innere
Verzögerungsleitung oder mindestens deren Abschnitt
22 doppelt abgeschmirt. Der Schalter 10 ermöglicht das Abschalten der inneren Verzögerungsleitung
und das einschalten der festen Abschnitte 23,24,29,30 der Verzögerungsleitung und
des den Widerstand 3 und den Kondensator 5 umfassenden Zweipols zwischen Kollektor
und Basis des Transistors 1, um die mit den Schaltern 6...9 nicht erfassbare Wiederholungsfrequenz
zu erreichen.
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Die Regelung der Amplitude der
gangsimpulse erfolgt mittels des an den Eingangskreis der Gleichspannungseinspeisung
angelegten Potentiometers 31, dassen Abgriff an den Widerstand 2 sowie den Kondensator
32 angeschlossen ist, der die Einspeisekreis entstehende Wechselspannung während
der Arbeit des Generators auskoppelt. Die Ablesung der Amplitude erfolgt an einem
an die Widerstände 34,35,36, angeschlossenen Messapparat 33. An dnn Emitter des
Transistors 1 sind eine aus einem rayelbaron Kondensator 37 und einen Widerstand
38 bestehende Reihenschaltung sowie ein Kondensator 39 angeschlossen, die zur Einstellung
der Anstieg- und Abfallzeit der am Widerstand der Belastung 4 erhaltenen
gangsimpulse dient. Dabei entstehen am Verbindungspunkt des Kondensators
37
und des Widerstandes 38 Hochfrequenzimpulse, die z.B. die
eines Stroboskop-Oszilloskopen synchroniesieren.
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Die Wirkungsweise des Rechteckimpuls-Generators ist folgende: Wird
der Transistor 1 auf dem Sättigungszustand in den
Zustand umgeschaltet, so wird die Spannungsänderung am Kollektor über die Elemente
3,5, die ständigen Abschnitte 23,24 der Verzögerungsleitung sowie die mittels der
entsprechenden Schalter 6...9 gewählten unterschiedlichen Abschnitte der inneren
Verzögerungsleitung auf die Basis des Transistors 1 übertragen, und bewirkt dadurch
eine Änderung des Arbeitszustandes vom
Zustand in den Stättigungszustand, wobei die Zeitdauer es
Zustandes der effektiven Kopplung entspricht, die durch die eingeschalteten Leitungsabschnitte
der Gegenkopplungsschleifs bewirkt wird. Nach dem Übergang des Transistors in den
Sättigungszustand wird die Spannungsänderung am Kollektor auf die Basis übertragen
und bewirkt, dass der Transistor in den
-Zustand zurückkehrt, wobei die Zeitdauer des Sättigungszustandes der Zeitdauer
des
Zustandes gleich ist.
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Den Rechteckimpuls-Generator nach der Erfindung kennzeichnen folgende
Vorzüge: Regelung hoher Frequenz, Repetition der Impulse in weitem Bereich, hohe
Gilteparameter der
gangsimpulse (geringe Anstiegs- und Abfallzeiten sowie geringe£ Überschwingen),
leichte Regelung der
gangsimpuls-Amplitude in weitestem Bereich, einfache Bauweise und Abstimmung sowie
geringe Kosten.
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Patentansprüche