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Impulsgenerator für Impuls laser mit elektrischer
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Entladung Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsgenerator für
Impuls laser mit elektrischer Entladung, die insbesondere in der Radartechnik günstig
einsetzbar sind.
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Aus der GB-PS 1 107 127 ist bereits eine Einrichtung zur Erzeugung
von Impulsen mit stabiler Amplitude bekannt, die für Radaranlagen bestimmt ist und
einen Einweggleichrichter enthält, an den ein Verzögerungselement und ein Oberbrückungsmittel
mit einem Vorwiderstand und einer mit ihm in Reihe liegenden Regel-Elektronenröhre
parallel geschaltet sind, wobei das Steuergitter der Regelröhre über einen Widerstand
an die Plusklemme des Einweggleichrichters angeschlossen ist. Außerdem enthält diese
bekannte Einrichtung eine zur Erzeugung einer stabilisierten negativen Spannung
bestimmte Spannungsquelle, die über einen anderen Widerstand mit dem Gitter der
Regelröhre verbunden ist.
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Bei dieser Einrichtung ist aber zur Stabilisierung der Ausgangsimpulsamplitude
ein höherer Energieverbrauch erforderlich, als für die Erzielung der vorgegebenen
Amplitude der Ausgangsimpulse notwendig wäre, da die Stabilität dieser Impulse unter
Verlust eines Teils der Energie am Oberbrückungsmittel erreicht wird, wodurch der
Wirkungsgrad stark herabgesetzt wird. Diese Einrichtung ist daher für Leistungs-Impulslaser
mit elektrischer Entladung nur begrenzt anwendbar.
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Es ist ferner ein Gerät zur Speisung von Impulslasern mit elektrischer
Entladung bekannt (vgl. zB Hlubucek V., "Low-loss Voltage Pulse Power Sources for
Magnetrons and Lasers", "Tesla Electronics" 1 (1979) 13-21), das folgende Baueinheiten
enthält: Eine Gleichspannungsquelle, deren Erdanschluß mit der Gerätemasse verbunden
ist, einen parallel dazu liegenden Pufferkondensator; eine Baueinheit zur gesteuerten
oszillierenden Aufladung, deren Eingang mit dem Plusanschluß der GleichspannungsquelAe
verbunden ist; ein Verzögerungselement, bei dem ein Anschluß mit der Gerätemasse
und der andere Anschluß mit dem Ausgang der Baueinheit zur gesteuerten oszillierenden
Aufladung verbunden sind; einen parallel zum Verzögerungselement liegenden Spannungsteiler;
einen Impulsübertrager, bei dem ein Anschluß der Primärwicklung mit dem Ausgang
der Baueinheit zur gesteuerten oszillierenden Aufladung verbunden ist, und an die
Sekundärwicklung eine Last angeschlossen ist; einen Startschalter, der einen Steuereingang
aufweist, und von dem ein Anschluß mit dem anderen Anschluß der Primärwicklung des
Impulsübertragers verbunden ist wobei der andere Anschluß an die gemeinsame Schiene
geschaltet ist;
eine Referenzspannungsquelle, deren Minusanschluß
mit der Gerätemasse verbunden ist; ein Schwellenwert-Flipflop, bei dem der Vergleichseingang
mit dem Mittelanschluß des Spannungsteilers und der andere Eingang mit dem Plusanschluß
der Referenzspannungsquelle verbunden sind sowie einen Impulsformer, dessen Eingang
am Ausgang des Schwellenwert-Flipflops liegt, und dessen Ausgang an den Steuereingang
der Baueinheit zur gesteuerten oszillierenden Aufladung angeschlossen ist.
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Bei diesem Impulsgenerator hat jedoch das Verzögerungselement bei
niedrigen Frequenzen genug Zeit zur Entladung durch Leckströme. Dies führt zu einer
Abhängigkeit der Spannung an diesem Element von der Frequenz, dh zu einer instabilen
Amplitude der Ausgangsimpulse, was ferner auch die Verwendung dieses Impulsgenerators
für den Einzelimpulsbetrieb ausschließt.
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Außerdem sind die Schwachstromkreise dieses Impulsgenerators mit
der Gerätemasse verbunden, was ein größeres Gewicht und größere Abmessungen des
Impulsgenerators zur Folge hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für Impuls laser
mit elektrischer Entladung bestimmten Impulsgenerator mit einer zusätzlichen Baueinheit
anzugeben, die es ermöglicht, eine größere Stabilität der Ausgangs impulse bei niedrigen
Folgefrequenzen zu erreichen, und der für Einzelimpulsbetrieb verwendbar ist und
dabei geringeres Gewicht und kleinere Abmessungen als herkömmliche Impulsgeneratoren
aufweist.
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Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
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Der erfindungsgemäße Impulsgenerator für Impulslaser mit elektrischer
Entladung umfaßt: - Eine Gleichspannungsquelle, deren Erdanschluß mit der Gerätemasse
(gemeinsame Schiene, nicht notwendig auf Erdpotential) verbunden ist; - einen parallel
zur Gleichspannungsquelle liegenden Pufferkondensator; - eine Baueinheit zur gesteuerten
oszillierenden Aufladung, deren Eingang mit dem Plusanschluß der Gleichspannungsquelle
verbunden ist; - ein Verzögerungselement, von dem ein Anschluß mit der Gerätemasse
und der andere Anschluß mit dem Ausgang der Baueinheit zur gesteuerten oszillierenden
Aufladung verbunden sind, - einen parallel zum Verzögerungselement liegenden Spannungsteiler;
- einen Impulsübertrager, bei dem ein Anschluß der Primärwicklung mit dem Ausgang
der Baueinheit zur gesteuerten oszillierenden Aufladung verbunden ist, und an die
Sekundärwicklung eine Last angeschlossen ist; - einen Startschalter, der einen Steuereingang
aufweist, und bei dem ein Anschluß an den anderen Anschluß der Primärwicklung des
Impulsübertragers geschaltet und der andere Anschluß mit der Gerätemasse verbunden
sind; - eine Referenzspannungsquelle, deren Minusanschluß mit der Gerätemasse verbunden
ist;
- ein Schwellenwert-Flipflop, bei dem der Vergleichseingang
mit dem Mittelanschluß des Spannungsteilers verbunden und der andere Eingang an
den Plusanschluß der Referenzspannungsquelle angeschlossen sind, sowie - einen Impulsformer,
dessen Eingang am Ausgang des Schwellenwert-Flipflops liegt, und dessen Ausgang
mit dem Steuereingang der Baueinheit zur gesteuerten oszillierenden Aufladung verbunden
ist; er ist dadurch gekennzeichnet, daß er erfindungsgemäß mit einer Leckstrom-Kompensationsschaltung
versehen ist, deren Steuereingang an den Ausgang des Schwellenwert-Flipflops angeschlossen
ist, und deren Ausgangsanschlüsse parallel zum Verzögerungselement geschaltet sind.
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Die Leckstrom-Kompensationsschaltung ist vorteilhaft als gesteuerte
Stromquelle ausgebildet.
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Die Leckstrom-Kompensationsschaltung des Speisegerätes enthält erfindungsgemäß
vorzugsweise eine Reihenschaltung aus einer Kompensations-Gleichspannungsquelle,
einem gesteuerten Schalter, dessen Steuereingang als Steuereingang der Leckstrom-Kompensationsschaltung
dient, und einem Strombegrenzer.
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Es ist ferner günstig, daß die Leckstrom-Kompensationsschaltung des
Impulsgenerators eine Kompensations-Wechselspannungsquelle, bei der an einem Anschluß
ein Symistor angeschlossen ist, eine Einrichtung zur Impulsauslösung, deren Eingang
als Steuereingang der Leckstrom-Kompensat ionsschaltung dient und deren Ausgangsanschluß
an den Steuereingang des Symistors geschaltet ist, einen Gleichrichter, dessen Eingänge
an den anderen Anschluß der Kompensations-Wechselspannungsquelle bzw an den
anderen
Anschluß des Symistors angeschlossen sind, sowie einen Widerstand aufweist, der
an den Plusausgang des Gleichrichters geschaltet ist.
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Der Spannungsteiler des Impulsgenerators umfaßt bevorzugt einen Widerstand,
bei dem ein Anschluß mit einem Ausgangsanschluß der Leckstrom-Kompensationsschaltung
verbunden ist, ein optisches Bauelement zur galvanischen Trennung, bei dem ein Eingangsanschluß
mit dem anderen Anschluß des Widerstands und der andere Eingangsanschluß mit dem
anderen Ausgangsanschluß der Leckstrom-Kompensationsschaltung verbunden sind, sowie
einen Ausgangsverstärker, dessen Eingang an die Ausgangsanschlüsse des optischen
Bauelements zur galvanischen Trennung geschaltet ist, und dessen Ausgang mit dem
Vergleichseingang des Schwellenwert-Flipflops verbunden ist.
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Es ist technisch vorteilhaft, als optisches Bauelement zur galvanischen
Trennung im Spannungsteiler des Impulsgenerators einen Optokoppler (Diodenoptron)
zu verwenden, wobei die Gleichspannungsquelle als eisenlose Drehstrombrückenschaltung
aufgebaut wird.
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Der erfindungsgemäße Impulsgenerator liefert eine stabilere Ausgangsimpulsamplitude
und ermöglicht ferner den Betrieb in einem breiten Folgefrequenzbereich von Ausgangs
impulsen auch bei niedrigen und sehr niedrigen Frequenzen sowie den Einzelimpulsbetrieb
ohne irgendwelche zusätzliche Maßnahmen.
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Dabei ist gleichzeitig die Trennung der Schwachstromkreise des Impulsgenerators
von der Gerätemasse
gewährleistet; außerdem sind Gewicht und Abmessungen
verringert.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1: Ein Prinzipschaltbild
des erfindungsgemäßen Impulsgenerators für Impuls laser mit elektrischer Entladung;
Fig. 2: Ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Impulsgenerators mit einer Kompensations-Gleichspannungsquelle
in der Leckstrom-Kompensationsschaltung; Fig. 3: Ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen
Impulsgenerators mit einer Kompensations-Wechselspannungsquelle in der Leckstrom-Kompensationsschaltung;
Fig. 4: Ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Impulsgenerators nach Fig. 1
mit einer eisenlosen Drehstrombrückenschaltung und Fig. 5a, b, c: Signaldiagramme
zur Erläuterung des Betriebs des Impulsgenerators gemäß der Erfindung.
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Der für Impuls laser mit elektrischer Entladung bestimmte Impulsgenerator
enthält eine Gleichspannungsquelle 1 (Fig. 1), an die ein Pufferkondensator 2 parallel
angeschlossen ist. Am Plusanschluß 3 der Gleichspannungsquelle 1 liegt der Eingang
4 einer Baueinheit 5 zur gesteuerten oszillierenden Aufladung, deren Erdanschluß
6 mit der Gerätemasse 7 verbunden ist.
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Der Minusanschluß 8 der Gleichspannungsquelle 1 ist mit dieser Gerätemasse
7 verbunden. An den Steuereingang 9 der Baueinheit 5 ist ein Impulsformer 10 angeschlossen.
Der Ausgang 11 der Baueinheit 5, ein Eingangsanschluß 12 eines Spannungsteilers
13, ein Ausgangsanschluß 14 einer Leckstrom-Kompensationsschaltung 15 (die als gesteuerte
Stromquelle realisiert ist), ein Anschluß 16 eines Verzögerungselements 17 (im vorliegenden
Fall ein Speicherkondensator) und ein Anschluß 18 der Primärwicklung 19 eines Impulsübertragers
20 sind im Verbindungspunkt 21 zusammengeschaltet. Der andere Eingangsanschluß 22
des Spannungsteilers 13, der andere Anschluß 23 des Speicherkondensators 17 und
der Ausgangsanschiu 24 der Leckstrom-Kompensationsschaltung 15 liegen an der Gerätemasse
7. Der Steuereingang 25 der Leckstrom-Kompensationsschaltung 15 und der Eingang
26 des Impulsformers 10 sind an den Ausgang 27 eines Schwellenwert-Flipflops 28
angeschlossen. Der Mittelanschluß 29 des Spannungsteilers 13 ist mit dem Vergleichseingang
30 des Schwellenwert-Flipflops 28 verbunden.
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An den anderen Eingang 31 des Schwellenwert-Flipflops 28 ist der
Plusanschluß 32 einer Referenzspannungsquelle 33 angeschlossen. Der Minusanschluß
34 und der Kathodenanschluß 35 eines Startschalters 36 (im vorliegenden Fall ein
Thyristor) sind mit der Gerätemasse 7 verbunden. Der Anodenanschluß 37 des Thyristors
36 ist an den anderen Anschluß 38 der Wicklung 19 des Impulsübertragers 20 angeschlossen.
An der Sekundärwicklung 39 des Impulsübertragers 20 liegt eine Last 40 (im vorliegenden
Fall ein Impulslaser mit elektrischer Entladung).
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Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Impulsgenerators,
die in Fig. 2 dargestellt ist,
enthält die Leckstrom-Kompensationsschaltung
15 eine Kompensations-Gleichspannungsquelle 41, an deren Plusanschluß 42 ein Anschluß
43 eines gesteuerten Schalters 44 liegt. An den Minusanschluß 45 der Gleichspannungsquelle
41 ist der Ausgangsanschluß 24 der Leckstrom-Kompensat ionsschal tung 15 angeschlossen.
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Der andere Anschluß 46 des Schalters 44 ist mit einem Anschluß 47
eines Strombegrenzers 48 (im folgenden als Widerstand bezeichnet) verbunden, dessen
anderer Anschluß als Ausgangsanschluß 14 der Leckstrom-Kompensationsschaltung 15
dient. Der Steuereingang des Schalters 44 dient als Steuereingang 25 der Leckstrom-Kompensationsschaltung
15.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Impulsgenerators,
die in Fig. 3 dargestellt ist, enthält die Leckstrom-Kompensationsschaltung 15 eine
Kompensations-Wechselspannungsquelle 49, bei der an einen Anschluß 50 ein Anschluß
51 des Symistors 52 liegt, wobei an den anderen Anschluß 53 ein Eingang 54 eines
Gleichrichters 55 angeschlossen ist. Der andere Eingang 56 des Gleichrichters 55,
der andere Anschluß 57 des Symistors 52 und ein Ausgangsanschluß 58 einer Einrichtung
59 zur Impulsauslösung sind im Verbindungspunkt 60 zusammengeschaltet. Der andere
Ausgangsanschluß 61 der Einrichtung 59 liegt am Steuereingang 62 des Symistors 52.
Der Gleichrichter 55 enthält einen Transformator 63, an dessen Anschlüsse der Primärwicklung
64 als Eingänge 54 und 56 des Gleichrichters 55 dienen. An die Sekundärwicklung
65 des Transformators 63 sind die Eingänge 66 einer Diodenbrücke 67 angeschlossen.
Der Plusausgang 68 der Diodenbrücke 67, der den Plusausgang 68 des Gleichrichters
55 darstellt, ist mit einem
Anschluß 69 eines Widerstands 70 verbunden,
dessen anderer Anschluß als Ausgangsanschluß 14 der Leckstrom-Kompensationsschaltung
15 dient. Der Minusausgang des Gleichrichters 55 stellt den Ausgangsanschluß 24
dar, und der Steuereingang der Einrichtung 59 dient als Eingang 25 der Leckstrom-Kompensationsschaltung
15.
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Eine weitere, in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform des Impulsgenerators
gemäß der Erfindung enthält als Gleichspannungsquelle eine eisenlose Drehstrombrückenschaltung
71, die aus sechs Dioden 72, 73, 74, 75 und 76 und 77 besteht. Die Anoden der Dioden
72, 73 und 74 sind an die Gerätemasse 7 angeschlossen, während die Kathoden der
Dioden 75, 76 und 77 zusammengeschaltet und mit dem Eingang 4 der Baueinheit 5 zur
gesteuerten oszillierenden Aufladung verbunden sind. Die Kathoden der Dioden 72,
73 und 74 sind an die Anoden der Dioden 75, 76 bzw 77 geschaltet und an das (nicht
dargestellte) Drehstromnetz angeschlossen. Zum Spannungsteiler 13 gehören ein Widerstand
78, bei dem ein Anschluß 79 am Verbindungspunkt 21 liegt, und ein Bauelement 80
zur galvanischen Trennung (im vorliegenden Fall ein Optokoppler (Diodenoptron)),
bei dem ein Eingangsanschluß 81 am anderen Anschluß des Widerstands 78 und der andere
Eingangs anschluß 82 an der Gerätemasse 7 liegen. An die Ausgangsanschlüsse 83 und
84 ist ein Anpassungsverstärker 85 angeschlossen, dessen Ausgang 86 mit dem Vergleichseingang
30 des Schwellenwert-Flipflops 28 verbunden ist.
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Der Anschluß 34 der Referenzspannungsquelle 33
ist
geerdet, weil die Gerätemasse 7 auf einem Potential liegt.
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In Fig. 5 sind Zeitdiagramme zur Erläuterung des Betriebs des Speisegerätes
für Impuls laser mit elektrischer Entladung dargestellt. Hierbei bedeuten: Eo die
Spannung(elektromotorische Kraft, EMK) der Gleichspannungsquelle 1 und u Ui K den
Pegel der Spannung U2, die am Speicherkondensator 17 aufrechterhalten wird (wobei
U1 die Spannung der Referenzspannungsquelle 33 und K der Obertragungsfaktor des
Spannungsteilers 13 sind).
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Die Kurve 87, welche die am Speicherkondensator 17 liegende Spannung
darstellt, besteht aus drei Abschnitten: Aus einem Abschnitt 88, in dem sich der
Speicherkondensator 17 auflädt, einem Abschnitt 89, in dem die Leckstromkompensation
erfolgt, und einem Abschnitt 90, der die Entladung des Speicherkondensators 17 angibt.
Im Punkt 91 des Abschnitts 88 schneidet die Gerade des Pegels U1 die Kurve 87. Die
Punkte 92 und 93 sind die EiK und Ausschaltzeitpunkte des Schwellenwert-Flipflops
28.
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U3 ist die durch die Kurve 94 der Impulsfolge 95 dargestellte Ausgangsspannung
des Schwellenwert-Flipflops 28; U4 bezeichnet die durch die Kurve 96 der Impulsfolge
97 dargestellte Ausgangsspannung des Impulsformers 10.
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Der in der Fig. 1 dargestellte Impulsgenerator für Impuls laser mit
elektrischer Entladung wird im folgenden anhand von Fig. 5 näher erläutert.
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Der Betrieb des Impulsgenerators wird von dem Zeitpunkt an betrachtet,
in dem die Spannung am Speicherkondensator 17 gleich Null ist, und der Thyristor
36 gesperrt ist.
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Von der Gleichspannungsquelle 1 mit der Spannung Eo wird der Kondensator
17 über die Baueinheit 5 zur gesteuerten oszillierenden Aufladung allmählich aufgeladen.
Der Abschnitt 88 der Kondensatoraufladung in der Kurve 87 für die am Speicherkondensator
17 anliegende Spannung U2 beginnt größer zu werden. Die Spannung am Vergleichseingang
30 des Schwellenwert-Flipflops 28 wiederholt die Form der Kurve 87. Wenn die Kurve
87 den Punkt 91 erreicht, werden die Potentiale der Eingänge 30 und 31 des Schwellenwert-Flipflops
28 einander gleich. Dann steigt das Potential des Eingangs 30 weiter an, bis das
Einschaltniveau des Schwellenwert-Flipflops 28 erreicht wird. In diesem Zeitpunkt
erreicht die Kurve 87 den Einschaltpunkt 92, das Schwellenwert-Flipflop 28 schaltet
ein, und die Kurve 94 der Ausgangsspannung U3 des Schwellenwert-Flipflops 28 verläuft
im gleichen Zeitpunkt steil vom niedrigsten Pegel zum höchsten Wert. Am Ausgang
27 des Impulsformers 10 erscheint ein Impuls 97 der Kurve 96 der Ausgangsspannung
U4, der zum Steuereingang 9 der Baueinheit 5 gelangt, wobei die oszillierende Aufladung
des Kondensators 17 unterbrochen wird.
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Infolge von Leckströmen im Impulsgenerator, hauptsächlich wegen des
durch den Spannungsteiler 13
fließenden Stroms, beginnt sich der
Speicherkondensator 17 zu entladen, wobei die an ihm liegende Spannung U2 dem Wert
Eo, dh dem unter U1 liegenden Pegel zustrebt.
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Die Kurve 87 beginnt daraufhin bis zum Punkt 93 abzufallen. Das Potential
am Eingang 30 des Schwellenwert-Flipflops 28 erreicht einen Wert, bei dem es ausschaltet,
wobei die Ausgangsspannung U3 des Schwellenwert-Flipflops 28 sinkt, und die Kurve
94 vom höchsten zum niedrigsten Pegel abfällt. Die gesteuerte Stromquelle 15 wird
über ihren Eingang 25 vom Schwellenwert-Flipflop 28 gesteuert, so daß der niedrigste
Pegel der Spannungskurve 94 (U3) am Ausgang 27 des Schwellenwert-Flipflops 28 dem
eingeschalteten Zustand der Stromquelle 15 entspricht.
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Ober die Ausgangsanschlüsse 14 und 24 der als Leckstrom-Kompensationsschaltung
dienenden Stromquelle 15 beginnt Strom zu fließen, dessen Richtung so gewählt ist,
daß er der Entladung des Speicherkondensators 17 entgegenwirkt. Dabei ist die Amplitude
dieses Stroms größer als die Amplitude des zur Entladung des Speicherkondensators
17 führenden Summenleckstroms eingestellt. Die Spannung U2 am Speicherkondensator
17 beginnt daher anzusteigen.
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Gleichzeitig beginnt auch das Potential am Eingang 30 des Schwellenwert-Flipflops
28 anzuwachsen. Wenn dieses Potential das Einschaltniveau des Schwellenwert-Flipflops
28 erreicht, steigt die Spannung U3 wieder an, und die Kurve 94 geht vom niedrigsten
Pegel zum höchsten über. Der die Ausgangsanschlüsse 14 und 24 der Stromquelle 15
durchfließende Strom wird gleich Null. Anschließend
beginnt sich
der Speicherkondensator 17 infolge von Leckströmen wieder zu entladen, wobei die
Kurve 94 der Spannung U3, wie beschrieben, vom höchsten Pegel zum niedrigsten abfällt,
und die Spannung U2 am Speicherkondensator 17 wieder anzusteigen beginnt, während
die Kurve 87 der Spannung U2 im Abschnitt 89 bis zum nächsten Punkt 92 ansteigt.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, schwingt diese Spannung
U2 um das Niveau U1 , dh den Abschnitt 89 der Kurve 87.Die Amplitude ihrer Schwingungen,
die in der Hauptsache durch die Hysterese des Schwellenwert-Flipflops 28 bestimmt
wird, ist nicht groß und für die vorgesehene Anwendung des Impulsgenerators vollkommen
zulässig.
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Der beschriebene Vorgang der Leckstromkompensation dauert bis zum
nächsten Einschalten des Thyristors 36, dh bis zum Abschnitt 90 der Kurve 87 der
Spannung U2, der die Entladung des Speicherkondensators 17 darstellt. Seine Entladung
erfolgt über die Primärwicklung 19 des Impulsübertragers 20, während an seiner Sekundärwicklung
39 der Ausgangsimpuls mit stabilisierter Amplitude entsteht, welcher der Last, dh
dem Impulslaser 40 mit elektrischer Entladung, zugeführt wird.
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Bei der Regelung der Spannung U1 ändert sich, wie bekannt, auch die
Spannung U2 in den Grenzen Eo < U2 < 2E wobei sich proportional auch die Amplitude
der Ausgangsimpulse ändert. Gleichzeitig ist jedoch auch ersichtlich, daß bei beliebigen
Werten von U2 eine genaue Kompensation der Leckströme gewährleistet wird.
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Zu beachten ist, daß während der Aufladung des Speicherkondensators
17 (vgl. den Abschnitt 88 der Kurve 87) die Ausgangsspannung U3 des Schwellenwert-Flipflops
28 den niedrigsten Pegel aufweist, dh die Ausgangsanschlüsse 14 und 24 der Stromquelle
15 Strom führen. Dieser Strom hat jedoch dann einen niedrigen Wert und übt keinen
Einfluß auf den Vorgang der oszillierenden Aufladung aus. Zu bemerken ist auch,
daß der Impulsformer 10 die Impulse 97 der Spannung U4 (Kurve 96) am Eingang 9 der
Baueinheit 5 bei jedem Anstieg der Spannung U3 erzeugt.
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Für die Regelung der Ausgangsimpulsamplitude ist aber nur der erste
Impuls 97 wichtig, der unmittelbar nach dem Vorgang der oszillierenden Aufladung
folgt, da die folgenden Impulse den Betrieb des Impulsgenerators nicht beeinflussen.
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Die zwei letztgenannten Gegebenheiten ermöglichen gerade die Kompensation
des Leckstroms des Speicherkondensators 17.
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Der in Fig. 2 dargestellte Impulsgenerator arbeitet, wie aus Fig.
5 hervorgeht, wie folgt: In der Leckstrom-Kompensationsschaltung 15 wird die Spannung
der Kompensations-Gleichspannungsquelle 41 größer als 2Eo eingestellt, und der Wert
des Widerstands 48 wird so gewählt, daß er einen Strom ergibt, der größer ist als
der die Entladung des Speicherkondensators 17 bewirkende Summenleckstrom. Der Betrieb
des Schalters 44 wird so gesteuert, daß der niedrigste Pegel der Spannung U3 am
Ausgang 27 des Schwellenwert-Flipflops 28 dem
gesperrten Zustand
des Schalters 44 und der höchste Pegel dem offenen Zustand entsprechen. Bei gesperrtem
Schalter 44 beginnt der Speicherkondensator 17 sich von der Spannungsquelle 41 aufzuladen
und entlädt sich bei geschlossenem Schalter 44 über den Leckstrom. Im übrigen arbeitet
der Impulsgenerator von Fig. 2 ähnlich wie der oben beschriebene.
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Der in Fig. 3 dargestellte Impulsgenerator arbeitet, wie aus Fig.
5 hervorgeht, wie folgt: Wenn am Ausgang 27 des Schwellenwert-Flipflops 28 in der
Leckstrom-Kompensationsschaltung 15 der niedrigste Pegel der Spannung U3 liegt,
erzeugt die Einrichtung 59 zur Impulsauslösung Impulse, deren Frequenz viel größer
als die Frequenz der Kompensations-Wechselspannungsquelle 49 ist. Diese Impulse
werden dem Steuereingang 62 des Symistors 52 zugeführt.
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Der Symistor 52 wird geöffnet und verbindet die Kompensations-Wechselspannungsquelle
49 mit den Eingängen 54, 56 des Gleichrichters 55. Ober die Eingänge 54, 56 gelangen
diese Impulse zur Primärwicklung 64 des Transformators 63. Gleichzeitig bewirkt
die Einrichtung 59 die galvanische Trennung der Wechselstromkreise des Symistors
52 von den Schwachstromkreisen des gesamten Impulsgenerators.
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Die Spannung der Sekundärwicklung 65 des Transformators 63 liegt an
den Eingängen 66 der Diodenbrücke 67.
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Der gleichgerichtete Strom durchfließt den Widerstand 70 und bewirkt
die Aufladung des Speicherkondensators 17. Wenn das Obersetzungsverhältnis des Transformators
63 so gewählt ist, daß die Spannungsamplitude an seiner Sekundärwicklung 65 größer
als 2Eo ist, und der Widerstand 70 so bemessen ist,
daß der ihn
durchfließende Strom größer als der zur Entladung des Speicherkondensators 17 führende
Summenleckstrom ist, so beginnt die Spannung an ihm anzusteigen. Wenn am Ausgang
27 des Schwellenwert-Flipflops 28 der hohe Pegel der Spannung U3 (Kurve 94) liegt,
wird die Erzeugung von Impulsen durch die Einrichtung 59 unterbrochen, wobei der
Symistor 52 gesperrt wird und dadurch die Spannungsquelle 49 von der Primärwicklung
64 des Transformators 63 trennt. Die Spannung an der Sekundärwicklung 65 des Transformators
63 wird dadurch gleich Null.
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Die am Speicherkondensator 17 liegende Spannung U2 beginnt infolge
von Leckströmen wieder zu sinken. Der Vorgang der Leckstromkompensation wiederholt
sich daraufhin wieder, wobei der Impulsgenerator wie oben beschrieben arbeitet.
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Der in Fig. 4 dargestellte Impulsgenerator arbeitet, wie aus Fig.
5 hervorgeht, folgendermaßen: Vom Drehstromnetz wird die Spannung dem Eingang der
eisenlosen Drehstrombrückenschaltung 71 zugeführt. Die mit den Dioden 72, 73, 74,
75, 76 und 77 gleichgerichtete Spannung wird zusätzlich vom Pufferkondensator 2
geglättet und dem Eingang 4 der Baueinheit 5 zur Steuerung der oszillierenden Aufladung
zugeführt. Wie beschrieben, gelangt diese Spannung vom Ausgang 11 der Baueinheit
5 zum Speicherkondensator 17 und zum Anschluß 79 des Widerstands 78 im Spannungsteiler
13. Im Spannungsteiler 13 fließt durch die Eingangsanschlüsse 81, 82 des Optokopplers
80 ein Strom, dessen Stärke durch den Wert des Widerstands 78 bestimmt wird. Durch
die Ausgangsanschlüsse 83, 84 des Optokopplers 80 fließt ein Strom, der zum Anpassungsverstärker
85 gelangt.
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Gleichzeitig bewirkt der Optokoppler 80 die galvanische Trennung der
auf einem Potential liegenden Gerätemasse 7 von den Schwachstromkreisen des Impulsgenerators.
Der Verstärker 85 bringt die Ausgangskennwerte des Optokopplers 80 mit den Eingangskennwerten
des Schwellenwert-Flipflops 28 in Obere in stimmung und bestimmt den erforderlichen
Spannungs-Obertragungsfaktor K des Spannungsteilers 13. Im übrigen arbeitet der
Impulsgenerator ähnlich wie oben beschrieben.
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Die Verwendung der eisenlosen Drehstrombrückenschaltung 71 führt
erfindungsgemäß zu einer Verringerung des Gewichts und der Abmessungen des gesamten
Impulsgenerators.
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Die Erfindung ermöglicht eine Regelung der Ausgangsimpulsamplitude
des Impulsgenerators durch einfache Anderung der Größe der Referenzspannung U1 wobei
der Impulsgenerator von einem Computer steuerbar ist.