DE2050561A1 - Hochfrequenzimpuls Generator - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. WERNER FREISCHEM

dipl.-ing. ILSE FREISCHEM

5000 KÖLN HEUMARKT 50 TELEFON: (0221) 23 58 68

13. Oktober 1970 N 71 Pa 70/1

NEUTRA CUATRO S.A., Aragon 328, Barcelona, Spanien

Hochfre quenzimpuls-Generat or

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochfrequenzimpuls-Generator, dessen Impulse mit den Schwingungen der Wechselspannung, mit der der Generator gespeist wird, synchronisiert sind.

Der Generator nach der Erfindung ist entworfen worden, um auf einfache Weise Impulse zu erzeugen, die sich für verschiedene Zwecke eignen. Er umfasst im wesentlichen drei Elemente: einen Spannungsbegrenzer, einen Diodengleichriohter und einen Kondensator. Der Diodengleichrichter ist dem Spannungsbegrenzer prallelgeschaltet, so dass einer ihrer gemeinsamen Anschlüsse einem-der Eingänge zugeordnet 1st, während der andere der gemeinsamen Anschlüsse dem genannten Kondensator reihengeschaltet ist, wobei der Kondensator mit seinem anderen Anschluss der anderen Weohselstromspeisequelle zugeordnet ist. Wenn bei einer solchen Anordnung der drei Elemente die Halbperiode, in der der Diodengleichrichter sich im leitenden Zustand befindet,

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passiert, wird dieser polarisierte Strom durch den Kondensator aufgespeichert, der am Ende der Halbperiode aufgeladen bleibt; bei Polaritätsumkehr des Stromes in der folgenden Halbperiode, da der genannte Diodengleiobriohter nicht leitet, kommt eine polarisierte Überspannung über die Anschlüsse des Begrenzers zustande, der diese im Kondensator aufgespeicherte Energie plötzlich entlädt, wodurch ein Impuls hoher Frequenz zuetandekommt, der bei jeder zweiten Halbperiode des Speisewechselstroms wiederholt wird. Gegebenenfalls kann eine Vielzahl von aus je einem Diodengleichriohter und einem Kondensator aufgebauten Gruppen vorhanden sein, die als Spannungsvervielfältiger reihengeschaltet sind, so dass die polarisierte Überspannung, die zwischen den Anschlüssen des Spannungsbegrenzers erhalten wird, die Spannung übersteigt, die mit nur einer, aus dem genannten Diodengleiohriohter und dem Kondensator aufgebauten Gruppe erhalten wird.

Der erfindungsgemässe Impulsgenerator kann auch eine Induktionsspule oder mehrere soloher Spulen an den Speiseanschlüssen umfassen, so dass, ohne den Speisestrom zu unterbrechen, sie als Drosselspulen für die hohen Frequenzen, die durch das Gerät erzeugt werden, dienen kann, wobei die hohen Frequenzen nicht durch die Speiseleitung absorbiert werden können.

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Des weiteren kann ein Kondensator bzw. mehrere Kondensatoren In dem Ausgang des Generators enthalten sein, so daee sie, weil sie dmn Durchgang der hohen Frequenzen, die durch das Gerät erzeugt werden, zulassen, als Bndkoppelungekondensatoren für die Speiseschaltung dienen können, wobei sie ein Sohliessen der Hochfrequenzschaltung zulassen, ohne dass die Speiseschaltung kurzgeschlossen wird.

Der Generator kann auch zwei Diodengleichrichter umfassen, die entgegengesetzt angeordnet sind und einem Speiseeingang an ihrem Verbindungspunkt zugeordnet sind, während der Spannungsbegrenzer eine Brücke über die freien Enden der genannten Dioden bildet, wobei zwei Kondensatoren mit den Dioden reihengeschaltet sind und ihre anderen Enden dem anderen Speiseeingang zugeordnet sind, wodurch die Frequenz der Hochfrequenzimpulse, die erzeugt werden, um ein Zweifaches die Frequenz der vorhergehenden lediglich mit 4 einem Diodengleichrichter oder mit mehreren die Spannung in der einen Richtung erhöhenden Diodengleichrichtern ausgestatteten Geräte übersteigt.

Gegebenenfalls kann eine Vielzahl von in umgekehrten Richtungen angeordneten Diodengleichrichter vorhanden sein, die gewährleisten, dass die Überspannung, die über den Anschlüssen des Spannungsbegrenzers, die Spannung übersteigt, die mit einem Diodengleichrichterpaar enthalten wird.

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Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung sind der folgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen zu entnehmen. Se zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Schema des vorliegenden Impulsgenerators in seiner einfachsten Ausführungsform,

Fig. 2 ein etwa der Fig. 1 entsprechendes Schema, das zusätzlich eine Drosselspule umfasst,

Fig. 3 ein etwa der Fig. 2 entsprechendes Schema, das zusätzlich einen Koppelungskondensator für die hohe Frequenz umfasst und

Fig. 4 ein weiteres Sohema eines erfindungsgemässen Generators in der einfachsten Form, einen doppelten Gleichrichter im umgekehrten Verhältnis zeigend.

Der vorliegende Impulsgenerator arbeitet als ein spannungserhöhender Gleichrichter für den Speisewechseletxom. Gemäss der einfachsten Ausführungsform (Fig. 1) umfasst der Generator eine Diode 1, die mit einem Kondensator 2 reihengeschaltet und mit einem Spannungsbegrenzer 3 parallel geschaltet ist. Durch die Verbindung 4 ist das Gerät einer Speisequelle zugeordnet. Das Gerät besitzt Ausgangsanschlüsse 5 für die hohen Frequenzen.

Der Diodengleiohrichter 1 ist aus Germanium, Silizium od.dgl., der Kondensator 2 kann ein elektrolytischer Kondensator sein, da er unter einem gleiohgeriohteten pulsierenden Strom arbeitet der Spannungsbegrenzer 3 kann eine Funkenstrecke sein bzw. ein

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Begrenzer, der unter einer statischen Spannung entlädt.

Dieser Generator erhöht die Weohselspeisestromspannung, so dass er, während der Strom in einer Halbperiode die Diode 1 in ihrem leitenden Zustand passiert, die Ladung des polarisierten Stroms in dem Kondensator 2 zustandebringt.

Bei der Umkehr der Polarität des Stromes in der nächstfolgenden Halbperiode, hört die Diode 1 auf, leitend zu sein, wodurch eine gleichgerichtete Überspannung entsteht, die die Netzspannung übersteigt, die eine Entladung sehr hoher Geschwindigkeit über die Anschlüsse des Begrenzers 5 zustandebringt, wobei ein Impuls erzeugt wird, der mit Bezug auf seine sehr kurze Dauer sehr hoher Frequenz ist. Bei der Anordnung gemäss Fig. ist die Frequenz der Impulse gleich der der Perioden des Wechselstroms, wobei man sich erinnern muss, dass die Entladung immer in der einen Halbperiode des Speisewechselstroms stattfindet.

Fig. 2 zeigt wie es möglich ist, Drosselspulen 6 in die beschriebene Generatorschaltung an den Speiseanschlüssen 4 einzubauen. Dies vermeidet, dass die erzeugten Impulse hoher Frequenz durch die Speiseeleitung selber absorbiert weiten.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die es gestattet, Koppelungskondensatoren 7 für die hohen Frequenzen, die

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durch das Gerät erzeugt werden, mitzubenutzen, die ein Eurzschließsen der Speisesohaltung unmöglich macht, wenn die Hochfrequenzschaltung geschlossen wird.

Fig. 3 zeigt auoh in gebrochenen Striohen den Radiofrequenz-r transformator 8, mit welchem dieser Hochfrequenzimpuls-Generator ein Ausgangssignal hoher Spannung liefert.

Getnäss einem weiteren Ausführungsbeispiel, wird der Generator gemäss dem Schema der Fig. 4 ausgelegt, so dass er zwei Dioden 1, die in den umgekehrten Richtungen angeordnet sind, umfasst, die durch ihren Verbindungspunkt mit der Speisequelle 4 verbunden sind. Der Spannungsbegrenzer ist als eine Brücke über die freien Enden der genannten Dioden 1 angeordnet. In diesem Fall werden zwei Kondensatoren 2 mit den Dioden 1 reihengeschaltet und sind mit dem anderen Anschluss der Speisequelle durch ihren Verbindungspunkt zugeordnet. Der Radiofrequenztransformator 8 lässt sich auoh in diese Ausführungsform einbauen, wodurch sich Wirkungen ähnlich den Wirkungen et mit der Ausführungsform gemäss Fig. 3 erzielen lassen.

Bei diesem letztgenannten Schema ist es möglich, die Drosselspule 6 in die Speiseleitung zu legen, damit die Hochfrequenzimpulse nioht durch die Generatorspeiseleitung absorbiert werden.

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Diese Ausftihrungsform bietet eine Impulsfrequenz an, die mit Bezug auf die vorhergehenden Ausführungsformen zweimal so hoch ist, da es Impuls ent ladungen bei jeder Halbperiode des Speisestroms liefert.

Der vorliegende Radiofrequenzimpuls-Generator liefert solche Impulse mit einer sehr kurzen Dauer, d.h. mit hoher Geschwindigkeit. Die Impulse sind jedoch derart auseinander gehalten, dass die Zeitabstände zwischen den Impulsen durch die Polaritätsänderungen in dem Strom oder den Wechselperioden desselben bestimmi^wird, weil ein Spannungsübersprung über die Elektroden des Begrenzers 3 durch letztere verursacht wird. Dieser Übersprung bringt seinerseits die Hochfrequenzimpulse zustande.

Der genannte Impulsgenerator eignet sich für verschiedene Zwecke in der Industrie und im Labor, weil die mit dem Generator erzeugten Impulse - eine geeignete Anwendungsmethodik vorausgesetzt - sich für Rundfunksendungen, für die Überleitung in eine hohe Spannung, für das Einspeisen als ein Signal in eine andere Schaltung, für eine Zerstreuung in einem gasförmigen Medium, das Effluvien erzeugt usw. g eignen. Aus diesem Grund, da das Feld der anwendungstechnischen Möglichkeiten für den elektronischen Hochfrequenzimpuls-Generator sehr gross ist, werden einige solcher Möglichkeiten als Beispiele und ohne Beschränkung gegeben: Radiosignalgeneratoren, stroboskopische Blitzgeneratoren, Steuerimpulsgeneratoren,

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Gaemediumionisatoren, luftreiniger, die die Atmophäre ozoni-Bieren, U.V. RadiationsBterilisatoren, elektrostatische FeIdgeneratoren, Hochspannungserzeuger, Volta'sohe Bogenentladungserreger, GaslampenentzUndungserreger, Sofortstarter für Leuchtstoffröhren, Funkenentzünder für brennbare Gase, Bogenerreger für elektrische Schweisearbeiten usw.

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE :

   J Hochfrequenzimpuls-Generator, dessen Impulse mit den Sohwingungen der Wechselspannung, mit der der Generator gespeist wird, synchronisiert sind, gekennzeichnet durch im wesentlichen drei Elemente: einen Spannungsbegrenzer, einen Diodengleichriohter und einen Kondensator, wobei der Diodengleichriohter dem Spannungebegrenzer parallel gesohaltet ist, so dass einer ihrer gemeinsamen Anschlüsse einem der Eingänge zugeordnet ist, während der andere der gemeinsamen Anschlüsse dem genannten Kondensator reihengeschaltet ist, wobei der Kondensator mit seinem anderen Anschluss der anderen Wechselstromspeisequelle zugeordnet ist, wobei wenn die Halbperiode, in der der Diodengleiohriohter sioh im leitenden Zustand befindet, passiert, dieser polarisierte Strom durch den Kondensator aufgespeichert wird, der am Ende der Halbperiode aufgeladen bleibt, bei Polaritätsumkehr des Stromes in der folgenden Halbperiode, da der genannte Diodengleiohriohter nicht leitet, kommt eine polarisierte Überspannung über die Anschlüsse des Begrenzers zustande, der diese im Kondensator aufgespeicherte Energie plötzlich entlädt, wodurch ein Impuls hoher Frequenz zustandekommt, der bei jeder zweiten Halbperiode des Speiseweohselstroaie wiederholt wird.

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2. 2. Hochfrequenzirapuls-Generator naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Induktionsspule oder mehrere solcher Spulen an den Speiseanschliissen, so dass, ohne den Speisestrom zu unterbrechen, sie als Drosselspulen für die hohen Frequenzen, die duroh das Gerät erzeugt werden, dienen kann, wobei die hohen Frequenzen nicht durch die Speiseleitung absorbiert werden können,
3. 3. Hochfrequenzimpuls-Generator naoh Anspruch 1, dadurch gekennze lohnet, dass ein Kondensator bzw. mehrere Kondensatoren in dem Ausgang des Generators enthalten sind, so dass sie, weil sie den Durchgang der hohen Frequenzen, die durch das Gerät erzeugt werden, zulassen, als Endkoppelungskondensatoren^ür die Speisesohaltung dienen können, wobei sie ein Schliessen der Hochfrequenzschaltung zulassen, ohne dass die Speiseschaltung kurzgeschlossen wird.
4. 4. Hoohfrequenzimpule-Generator naoh Anspruch 1, dadurch gekennze lohnet, dass der Generator auch zwei Diodengleichrichter umfassen kann, die entgegengesetzt angeordnet sind und einem Speiseeingang an ihrem Verbindungspunkt zugeordnet sind, während der Spannungsbegrenzer eine Brüoke über die freien Enden der genannten Dioden bildet, wobei zwei Kondensatoren mit den Dioden reihengesohaltet sind und ihre anderen Enden dem anderen Speiseeingang zugeordnet sind, wodurch die Frequenz der Hochfrequenzimpulse, die erzeugt werden,

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   um ein Zweifaches die Frequenz der vorhergehenden, lediglich mit einem Diodengleichrichter oder mit mehreren die Spannung in der einen Richtung erhöhenden Diodengleichrichtern ausgestatteten Geräte übersteigt.

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