DE2017264C3 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Spannung - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen SpannungInfo
- Publication number
- DE2017264C3 DE2017264C3 DE19702017264 DE2017264A DE2017264C3 DE 2017264 C3 DE2017264 C3 DE 2017264C3 DE 19702017264 DE19702017264 DE 19702017264 DE 2017264 A DE2017264 A DE 2017264A DE 2017264 C3 DE2017264 C3 DE 2017264C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- switch
- circuit arrangement
- resistor
- coupled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/02—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having stepped portions, e.g. staircase waveform
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Spannung
mit η einzeln auslösbaren Spannungsstufen.
Treppenförmige Spannungen werden in Bildwandler-Kameras zum stufenweisen Verschieben des Elektronenbildes
bei Mehrfach-Aufnahmen, zum Verschieben der Zeitbasis im Elektronenstrahloszillographen, die zur
gleichzeitigen Darstellung mehrerer periodischer Vorgänge dienen, u. a. m. benötigt. Hierbei wird häufig ein
großes Verhältnis zwischen Treppenlänge und Anstiegszeit sowie eine größere Anzahl von Treppen
(Spannungsstufen) die gegebenenfalls einzeln auslösbar sein sollen, gefordert
Aus der DE-AS 12 47 386 ist bereits eine Schaltungsanordnung
zum Erzeugen von zwei gegenläufigen, treppenförmigen Spannungen bekannt, die einen
Spannungsteiler mit einer geradzahligen Gruppe von Teilwiderständen enthält, dessen Mitte durch ein mittels
Auslöseimpulses zu tastendes Stromtor auftrennbar ist und dessen symmetrisch zur Mitte angeordnete Abgriffe
jeweils paarweise durch ein weiteres mittels eines auf den Auslöseimpuls folgenden Impulses zu tastendes
Stromtor überbrückt sind. Da die die Spannungsteilerwiderstände überbrückenden Schalter parallel zum
Spannungsteiler liegen, lassen sich mit einer solchen Schaltungsanordnung jedoch nur relativ wenige Spannungsstufen
erzeugen und die Übergänge zwischen den Stufen werden durch die verhältnismäßig großen
Schaltungskapazitäten abgeflacht. Außerdem müssen den Stromtoren unterschiedliche Spannungen zugeführt
werden, einem davon die gesamte Summenspannung.
Es ist ferner aus der DE-AS 10 93 902 eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stufenweise
einstellbaren Spannung bekannt, die eine Anzahl von Gasentladungsröhren enthält, die jede für sich mit
einem Vorschaltwiderstand und alle zusammen mit einem gemeinsamen Arbeitswiderstand in Reihe zwischen
zwei Klemmen einer Spannungsquelle geschaltet sind. Die Röhren werden der Reihe nach gezündet, die
dabei auftretenden Entladungsströme durchfließen den gemeinsamen Arbeitswiderstand und erzeugen an
diesem einen entsprechenden Spannungsabfall. Nachteilig an dieser Schaltung ist, daß an allen Gasentladungsröhren
eine Spannung liegt, die höher als die der höchsten Spannungsstufe ist.
Weiterhin ist aus der DE-AS 11 40 970 eine
Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Schwingung bekannt, die einen Spannungsteiler
enthält, dessen Teilerverhältnis mittels einer elektronischen Schaltvorrichtung für jede Stufe stufenweise
geändert wird. Die Steuerung der Schaltvorrichtung erfolgt durch eine Frequenzteilerschaltung und ist daher
verhältnismäßig kompliziert.
Aus der Zeitschrift »radio fernsehen elektronik« 18 (1969), Heft 6, Seiten 170 bis 172, ist ein Treppenspannungsgenerator
bekannt, bei dem die Spannungsstufen durch einen konstanten Strom an einem Spannungsteiler
mit verschiedenen Anzapfungen erzeugt werden. Mit einer solchen Schaltungsanordnung lassen sich
Spannungsstufen mit kurzen Anstiegszeiten nicht erzeugen.
Es ist schließlich in der DE-OS 2014 526 ein
Treppenspannungsgenerator zum Erzeugen einer Spannung mit π voneinander unabhängigen, einzeln auslösbaren
Spannungsstufen vorgeschlagen worden, bei dem für jede Spannungsstufe ein Kondensator vorgesehen
ist, der an eine Spannungsquelle zu seinem Aufladen auf eine Spannung, die mindestens etwas größer als die
Spannung der betreffenden Spannungsstufe ist, angeschlossen und mit einer Entladeschaltung überbrückt ist,
die einen im Ruhezustand geöffneten, individuell schließbaren Schalter in Reihe mit einem Arbeitswiderstand
enthält, dessen eine Klemme mit einem Ende einer
Reihenschaltung aus Spannungsstabilisierenden Bauelementen verbunden ist, welche Abgriffe entsprechend
den gewünschten Spannungsstufen aufweist Die andere Klemme des Arbeitswiderstandes ist über eine Diode
mit dem zugehörigen Abgriff der Reiher schaltung aus den Spannungsstabilisierenden Bauelementen und über
eine weitere Diode mit einer Klemme einer gemeinsamen Ausgangsimpedanz gekoppelt, deren andere
Klemme mit dem erwähnten Ende der Reihenschaltung verbunden ist, wobei die beiden Dioden für die bei
geschlossenem Schalter am zugehörigen Arbeitswiderstand abfallende Spannung in Flußrichtung gepolt sind.
Die Schalter sind mit einer Steuervorrichtung gekoppelt, die sie in der Reihenfolge der zu erzeugenden
Spannungsstufen, die ihrerseits den Ladespannungen der den Schaltern zugeordneten Kondensatoren entsprechen,
nach Wunsch zu schließen gestattet, und die Ausgangsimpedanz ist mit Ausgangsklemmen verbunden.
Hier wird praktisch jede Spannungsstufe für sich erzeugt, indem durch einen entsprechenden Abschnitt
der Reihenschaltung aus den Spannungsstabilisierenden Bauelementen ein Strom geleitet wird. Die verschiedenen
Abschnitte sind durch Dioden voneinander bezüglich der Ausgangsimpedanz entkoppelt. Die
Ladespannung der Kondensatoren muß jeweils größer als die Summe der bis dahin erzielten Treppenspannungen
sein, und die Schaltvorrichtungen müssen mit zunehmender Treppenspannung höhere Ström führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen
einer treppenförmigen Spannung mit verhältnismäßig vielen, einzeln auslösbaren Spannungsstufen anzugeben,
bei der ein großes Verhältnis zwischen Länge einer Spannungsstufe und Anstiegszeit erreichbar ist und alle
für die Auslösung der Spannungsstufen verwendeten Schalter nur verhältnismäßig kleine Spannungen auszuhalten
brauchen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.
Dadurch, dab die einzelnen Schaltungseinheiten so angeordnet sind, daß die Aufladung der Kondensatoren
von der Ladespannungsquelle aus parallel erfolgt, die entstehende Treppenspannung aber die Summe der
einzelnen Schaltspannungen darstellt, ergibt sich der Vorteil, daß die Versorgungsspannung nur unwesentlich
größer als die einer einzelnen Treppe entsprechende Spannungsstufe zu sein braucht. Mit einer Ladespannung
von etwa 400 Volt läßt sich also z. B. eine Treppenspannung mit 6 Treppen und 2400 Volt
maximaler Spannung erhalten. Alle Schaltvorrichtungen liegen an derselben, verhältnismäßig kleinen
Spannung, so daß die gleichen, preiswerten Bauelemente verwendet und die Schaltungseinheiten als gleiche
Module aufgebaut werden können.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, es
zeigt
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zwei bezüglich
Masse gegenläufige, treppenförmige Spannungen liefert,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Schalters für die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1
und
F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektronischen Schalters für die Schaltungsanordnung gemäß
Fig. 1.
F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Treppenspannungsgenerator für n, z. B. sechs
einzeln auslösbare Spannungsstisfen. Die Schaltungsanordnung
enthält für jede Spannungsstufe eine Schallungseinheit 10a, 10£>, ..., 1On die identisch aufgebaut
sein können, so daß im folgenden nur die Schaltungseinheit 10a im einzelnen beschrieben wird.
Die Schaltungseinheit 10a enthält einen Kondensator 10, dessen eine Klemme 12 über einen Ladewiderstand
14 mit der einen Klemme 16 einer nicht dargestellten Betriebsspannungsquelle und der einen Klemme eines
Schalters 18 verbunden ist Die andere Klemme des Schalters 18 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
über einen Strombegrenzungswiderstand 20 mit einer ersten Anschlußklemme 22a der Schaltungseinheit
10a verbunden.
Die andere Klemme des Kondensators 10 ist an eine zweite Anschlußklemme 24a der Schaltungseinheit
angeschlossen. Zwischen den Anschlußklemmen 22a und 24a liegt ein Arbeitswiderstand 26 der mit einer
Diode 28 überbrückt ist. Die Diode 28 ist so gepolt, daß sie durch den Spannungsabfall am Widerstand 26, der
bei geschlossenem Schalter 18 durch den Entladestrom des Kondensators 10 entsteht, in Sperrich (ung vorgespannt
wird.
Die andere (bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die negative) Klemme der Betriebsspannungsquelle
ist mit der Anschlußklemme 22a gekoppelt.
Die zweite Anschlußklemme 24a der Schaltungseinheit 10a ist mit der einen Anschlußklemme 22b der
nächsten Schaltungseinheit 10i> verbunden, deren zweite Anschlußklemme 24b wieder mit der ersten
Anschlußklemme der nicht dargestellten folgenden Schaltungseinheit verbunden ist, so daß eine Reihenschaltung
aus η Schaltungseinheiten 10 gebildet wird. Die zweite Anschlußklemme 24n der letzten Schaltungseinheit
1On bildet gleichzeitig die zweite Ausgangsklemme des Treppenspannungsgenerators.
Die gewünschte Treppenspannung kann zwischen den Klemmen 22a und 24/3 abgenommen werden. Wenn
zwei bezüglich Masse symmetrische Treppenspannungen Ei und £2 benötigt werden, können die Klemmen
22a und 24n jeweils über einen von zwei annähernd gleichen Widerständen 30, 32 mit Masse verbunden
werden. Die gewünschten, gegenläufigen Treppenspannungen stehen dann zwischen den Klemmen 22a und
24n einerseits und Masse andererseits zur Verfügung.
In den F i g. 2 und 3 sind zwei Ausführungsformen von elektronischen Schaltern dargestellt, die in der Schaltungsanordnung
gemäß F i g. 1 verwendet werden können.
Der Schalter 18' gemäß Fig. 2 enthält einen Thyristor (SCR)40, dessen Anode und Kathode mit den
Schalterklemmen X verbunden sind. Steuerelektrode des Thyristors ist über eine Diode 42 mit der einen
Klemme einer Sekundärwicklung eines Impulstransformators 44 verbunden, deren andere Klemme an die
Kathode des Thyristors angeschlossen ist. Der Primärwicklung des Impulstransformators 44 ist ein Zündimpuls
von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung zuführbar.
Der Schalter 18" gemäß Fig.3 enthält statt des
Thyristors 40 eine Hochvakuumröhre 50, z. B. eine Pentode oder Tetrode, die in bekannter Weise
geschaltet ist. An die Stelle der Hochvakuumröhre 50 kann selbstverständlich auch ein entsprechend geschal-
tetes Thyratron (Stromtor) oder ein Transistor treten.
Im Betrieb werden die Kondensatoren 10 aller Schaltungseinheiten über die zugehörigen Ladewiderstände
14 auf die Spannung Ul der Betriebsspannungsquelle aufgeladen. Wird nun durch ein erstes Steuersignal
der nicht dargestellten Steuervorrichtung der Schalter 18 der Schaltungseinheit 10a geschlossen, so
liegt am Arbeitswiderstand 26 dieser Schaltungseinheit annähernd die Spannung Ui. (vermindert um den
Spannungsabfall an Rs und am Schalter 18 selbst). Der
Wert des Arbeitswiderstandes 26 bestimmt zusammen mit der Kapazität des Kondensators 10 die Dachschräge
der Spannungsstufe. Bei Verwendung eines Thyristors im Schalter 18 ist der Widerstandswert des Arbeitswiderstandes
26 nach oben durch den Mindest-Haltestrom des Thyristors begrenzt.
Die Anstiegszeit der Spannungsstufe zwischen den Klemmen 22a und 24/7 ist wegen der Dioden in den
anderen Schaltungseinheiten der Reihenschaltung nicht durch die Summe der Widerstandswerte der Arbeitswiderstände dieser anderen Schaltungseinheiten und die
Streukapazitäten bestimmt, sondern durch den im Verhältnis zum Widerstandswert des Arbeitswiderstandes
26 sehr kleinen Durchlaßwiderstand der zu den Arbeitswiderständen parallel geschalteten Dioden.
Deshalb können große Verhältnisse von Dachlänge zu Ansteigszeit erzielt werden.
Die aus den in Reihe geschalteten Schaltungseinheiten
10a bis 1On bestehende Schaltungsanordnung ist vom Erdpotential getrennt, so daß Erdschleifen
vermieden werden, was zu sehr sauberen Treppen führt, außerdem kann die Schaltungsanordnung, wie erwähnt,
durch die Widerstände 30 und 32 Symmetrien werden, wobei dann zwei bezüglich Masse symmetrische,
ίο treppcnförmige Spannungen zur Verfügung stehen. Der
Strombegrenzungswiderstand 20 ist nicht unbedingt erforderlich, er kann fehlen oder aus dem Innenwiderstand
des Schalters 18 bestehen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Erzeugen zweier symmetrischer, treppenförmiger
Spannungen mit sechs Spannungsstufen zu je 200 V wurden folgende Schaitungsparameter verwendet:
Ul 400 V
Kondensator 10 4 μΡ
Arbeitswiderstand 26 18kOhm
Widerstand 30 30 kOhm
Widerstand 32 36 kOhm
Ladewiderstand 14 220 kOhm
Strombegrenzungswiderstand 20 47 0hm
Strombegrenzungswiderstand 20 47 0hm
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Spannung mit π einzeln auslösbaren
Spannungsstufen, welche für jede Spannungsstufe eine Schaltungseinheit mit einem Kondensator,
der mit einem Schalter und einem Arbeitswiderstand in Reihe geschaltet ist, einen Ladewiderstand zur
Aufladung des Kondensators, der zwischen eine Klemme einer Spannungsquelle und die Verbindung
zwischen dem Kondensator und dem Schalter geschaltet ist, und eine mit dem Arbeitswiderstand
gekoppelte Diode enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diode (28) dem Arbeitswiderstand (26) mit solcher Polung parallelgeschaltet ist,
daß sie durch die bei geschlossenem Schalter (18) am Arbeitswiderstand (26) abfallende Spannung in
Sperrichtung vorgespannt wird; daß die Arbeitswiderstände (26) aller Schaltungseinheiten (10a, lOö,
..., iOn) in Reihe zwischen zwei Ausgangsklemmen
(22a, 24n) geschaltet sind, daß die eine Klemme (16) der Spannungsquelle mit den Ladewiderständen (14)
aller Stufen gekoppelt ist und daß die andere Klemme (Masse der Spannungsquelle) mit mindestens
einer Ausgangsklemme (22a, 22n) gekoppelt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Arbeitswiderstand
(26) der Schaltungseinheit und den Schalter (18) ein Strombegrenzungswiderstand (20) geschaltet
ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (18') einen
Thyristor (40) enthält, dessen Steuerelektrode mit einer in der Steuervorrichtung enthaltenen Zündimpulsquelle
gekoppelt ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (18") eine
Hochvakuumröhre, insbesondere eine Tetrode oder Pentode (50) enthält, deren Steuerelektrode mit
einer in der Steuervorrichtung enthaltenen Auftastimpulsquelle gekoppelt ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (18) ein
Thyratron (Stromtor) enthält, dessen Steuerelektrode mit einer in der Steuervorrichtung enthaltenen
Auftastimpulsquelle gekoppelt ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (18) einen
Transistor enthält, dessen Basis mit einer in der Steuervorrichtung enthaltenen Auftastimpulsquelle
gekoppelt ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Erzeugen zweier bezüglich
Masse symmetrischer, treppenförmiger Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemmen
(22a, 24n) jeweils über einen Widerstand (30 bzw. 32) mit Masse verbunden sind.
60
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702017264 DE2017264C3 (de) | 1970-04-10 | 1970-04-10 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Spannung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702017264 DE2017264C3 (de) | 1970-04-10 | 1970-04-10 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Spannung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2017264A1 DE2017264A1 (de) | 1971-12-02 |
DE2017264B2 DE2017264B2 (de) | 1977-10-13 |
DE2017264C3 true DE2017264C3 (de) | 1978-06-08 |
Family
ID=5767731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702017264 Expired DE2017264C3 (de) | 1970-04-10 | 1970-04-10 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Spannung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2017264C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT401976B (de) * | 1993-04-08 | 1997-01-27 | Sassmann Alfred | Anordnung zur einregelung der leistungsabgabe von solarzellenanlagen |
-
1970
- 1970-04-10 DE DE19702017264 patent/DE2017264C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2017264A1 (de) | 1971-12-02 |
DE2017264B2 (de) | 1977-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0241976B1 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Gleichspannung aus einer sinusförmigen Eingangsspannung | |
DE2461401C2 (de) | Astabiler Multivibrator | |
DE2703347B2 (de) | Elektrochirurgische« Gerät | |
DE2607463C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Schutz eines Schwingkreises gegen Überlast | |
DE3101848C2 (de) | ||
DE3033916C2 (de) | ||
DE2449016C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Messung des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes | |
DE2017264C3 (de) | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer treppenförmigen Spannung | |
DE3420327C2 (de) | ||
DE888585C (de) | Gluehkathodenroehrenschaltung fuer die Erzeugung von Potential-aenderungen von geradliniger Saegezahnform und/oder von Impulsen mit rechteckiger Kurvenform | |
DE1264494B (de) | Frequenzstabiler Multivibrator | |
DE2746099A1 (de) | Wechselrichter mit mindestens zwei steuerbaren lastthyristoren | |
DE2445799C3 (de) | Monostabiler Multivibrator | |
DE1295651B (de) | Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen Frequenzteiler zur Untersetzung von Impulsfolgen | |
DE2014526C3 (de) | Treppenspannungsgenerator | |
DE2543777A1 (de) | Saegezahn-spannungsgenerator | |
DE957776C (de) | Sperrschwinger-Kippgenerator | |
DE1928746C3 (de) | Zündanlage für Gasturbinen | |
DE878513C (de) | Anordnung zur Umwandlung von Impulsen in eine Impulsfolge halber Haeufigkeit | |
DE2340286B1 (de) | Schaltung zur Betriebsspannungsversorgung der Zeilenendstufe in einem Fernsehempfaenger | |
DE532666C (de) | Verfahren zur vorzugsweise drahtlosen Multiplexsignaluebertragung | |
DE2407624C3 (de) | Phasenschieber | |
DE1817375C3 (de) | Elektronischer Ringzähler | |
DE1113712B (de) | Selbstschwingender Impulsgenerator hoher Frequenzkonstanz | |
DE2032109A1 (de) | Schmierbildkamera mit einer Bildwandlerröhre |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |