DE3900958C2 - - Google Patents

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DE3900958C2
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Abdelraouf Dipl.-Ing. 7400 Tuebingen De Meddour
Erich Dipl.-Ing. 7440 Nuertingen De Conrad
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HIMMELWERK GMBH & CO HOCH- UND MITTELFREQUENZANLAG
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Flender Himmelwerk GmbH
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
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  • Dc-Dc Converters (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzgenerator mit einem eine Mehrgitterröhre aufweisenden, selbsterregten Oszillator.
Solche Hochfrequenzgeneratoren werden zum Beispiel für die kapazitive oder induktive Anregung von Gasen, insbesondere bei Lasern und Plasma, aber auch beim induktiven Erwärmen von Werkstücken eingesetzt. Je nach Einsatzgebiet wird eine bestimmte Impulsform der Hochfrequenzspannung gefordert.
Bei einem bekannten Generator der eingangs genannten Art (EP 02 38 122 A1) ist die Mehrgitterröhre als Tetrode ausgebildet. Während das eine Gitter der Röhre ausschließlich für die Rückkopplung des Oszillators verwendet wird, wird das andere Gitter für eine Amplitudenmodulation eingesetzt. Mittels eines elektronischen Verstärkerelementes (Transistor) läßt sich der Spannungspegel an dem Gitter einstellen. Auf diese Art und Weise ist eine Änderung der HF-Wechselspannung möglich, mit dem Ziel, kostenaufwendige Stellglieder, zum Beispiel Thyristorsteller, zu umgehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochfrequenzgenerator der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Erzeugung von Hochfrequenzimpulsen jeder Form ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Hochfrequenzgenerator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an einem Gitter der Mehrgitterröhre eine Steuereinrichtung für eine Impulsbreitenmodulation und an einem anderen Gitter der Mehrgitterröhre eine Steuereinrichtung für eine kombinierte Impulsbreiten- und Amplitudenmodulation angeschlossen sind, wobei die Steuereinrichtungen zu jeder Zeit ansteuerbar und miteinander synchronisierbar sind. Dadurch ist es möglich, HF-Impulse jeder Form zu erzeugen. Bei der Erfindung wird die Impulsbreite der einzelnen Impulse vorrangig durch die Ansteuerung des Gitters erreicht, das an der Rückkopplung des Oszillators angeschlossen ist.
Durch Verwendung des an der Rückkopplung angeschlossenen Steuergitters für die Impulsbreitenmodulation steht das andere Steuergitter innerhalb des Impulses ausschließlich der Amplitudenmodulation zur Verfügung. Dadurch lassen sich Impulse mit steilen Anstiegs- und Abstiegsflanken nicht nur am Anfang und am Ende eines Impulses, sondern auch innerhalb eines Impulses erreichen. Bei gattungsbildenden Stand der Technik der EP 02 38 122 A1 ist dagegen nicht vorgesehen, die Ansteuerung der beiden Gitter derart zu gestalten, daß beliebige Impulsformen erhalten werden können. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, beliebige Impulsfolgen bei geringster Verlustleistung zu erhalten.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuereinrichtung für die Impulsbreitenmodulation einen elektronischen Schalter auf, über den das mit der Rückkopplung des Oszillators verbundene Steuergitter wahlweise an eine negative Vorspannung oder an die Kathode der Mehrgitterröhre anschließbar ist.
Das Steuergitter für die kombinierte Impulsbreiten- und Amplitudenmodulation weist dagegen einen Spannungsteiler mit einem einstellbaren, von einem elektronischen Bauelement gebildeten Widerstand auf, an dessen Abgriff das Gitter angeschlossen ist. Dieser Spannungsteilabgriff hat den Vorteil, daß bei Änderung der Spannungsteilung keine Zeitverzögerung infolge innerer aufladbarer Kapazitäten des elektronischen Bauelementes auftritt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Steuereinrichtungen als Stellglieder einem oder mehreren Regelkreisen zugeordnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild eines Hochfrequenzgenerators und
Fig. 2 ein Impulsdiagramm einer HF-Spannung.
Der Hochfrequenzgenerator umfaßt einen Oszillator, der im wesentlichen aus einem Schwingkreis SK, einer Mehrgitterröhre Tr und einer Rückkopplung RK besteht. Dem Schwingkreis SK ist eine im Schaltbild nicht dargestellte Last angekoppelt, die den Schwingkreis bedämpft. Die Mehrgitterröhre Tr wird über eine Drossel L von der Gleichspannungsquelle UA versorgt. Zwischen der Anode A der Mehrgitterröhre Tr und dem Verbindungspunkt des Schwingkreises SK und der Rückkopplung RK ist zum Zwecke der Gleichstromentkopplung ein Kondensator C eingeschaltet. Die Kathode K der Mehrgitterröhre Tr liegt an Masse.
Das der Kathode K nächste Steuergitter G1 ist einerseits an der Rückkopplung RK und andererseits über einen Widerstand R11 und einen Steuertransistor T1 an Masse oder über einen Widerstand R12 an einer negativen Vorspannung VG 1 angeschlossen, je nachdem ob der Transistor T1 durchgeschaltet oder gesperrt ist.
Das der Anode nächste Steuergitter G2 liegt über einen Widerstand R2 an einer positiven Vorspannung UG 2. An der Zuleitung des Widerstandes R2 ist ein Steuertransistor T2 angeschlossen, dessen Emitter an Masse liegt.
Der Generator arbeitet auf folgende Weise:
Bei durchgeschaltetem Steuertransistor T1 und gesperrtem Steuertransistor T2 schwingt der Oszillator. Bei Sperrung des Steuertransistor T1 wird die Rückkopplung RK wirkungslos, so daß der Oszillator nicht mehr schwingt. Um die in Fig. 2 dargestellte Hüllkurve der Hochfrequenzspannung zu erzeugen, wird zum Zeitpunkt t1 der Steuertransistor T1 durchgeschaltet und der Steuertransistor T2 gesperrt. Am Steuergitter G2 liegt somit über den Widerstand R2 die Spannung UG 2 an, während das Steuergitter G1 über den Widerstand R11 an der Kathode liegt. Wird zum Zeitpunkt t2 bei unverändertem Schaltzustand des Steuertransistors T1 der Steuertransistor T2 teilweise durchgesteuert, dann fällt die ursprüngliche Spannung UG 2 am Steuergitter G2 um den Spannungsabfall am Widerstand R2 ab. Das hat eine Verminderung der zur Verfügung stehenden Hochfrequenzspannung zur Folge. Wird zum Zeitpunkt t3 der Steuertransistor T1 gesperrt dann wird die Spannung am Steuergitter G1 auf die negative Vorspannung UG 1 erniedrigt, was ein Abreißen der Schwingungen des Oszillators zur Folge hat. Da die Zeitpunkte t1, t2, t3 und der Grad der Durchsteuerung des Steuertransistors T2 frei gewählt werden können, ist es möglich, jede Art von Impuls zu erzeugen.

Claims (4)

1. Hochfrequenzgenerator mit einem eine Mehrgitterröhre (Tr) aufweisenden selbsterregten Oszillator (SK, RK, Tr) dadurch gekennzeichnet, daß an einem Steuergitter (G1) der Mehrgitterröhre (Tr) eine Steuereinrichtung (R11, R12, VG 1, T1) für eine Impulsbreitenmodulation und an einem anderen Steuergitter (G2) der Mehrgitterröhre (Tr) eine Steuereinrichtung (R2, UG 2, T2) für eine kombinierte Impulsbreiten- und Amplitudenmodulation angeschlossen sind, wobei beide Steuereinrichtungen (R11, R12, VG 1,T1, R2, UG 2, T2) zu jeder Zeit ansteuerbar und miteinander synchronisierbar sind.
2. Hochfrequenzgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (R11, R12, UG 1, T1) für die Impulsbreitenmodulation einen elektronischen Schalter (T1) aufweist, über den das mit der Rückkopplung (RK) für den Oszillator (SK, RK, Tr) verbundene Steuergitter (G1) wahlweise an eine negative Vorspannung (UG 1) oder an die Kathode (K) der Mehrgitterröhre (Tr) anschließbar ist.
3. Hochfrequenzgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (R2, UG 2, T2) für die kombinierte Impulsbreiten- und Amplitudenmodulation einen Spannungsteiler (R2, T2) mit einem einstellbaren, von einem elektronischen Bauelement (T2) gebildeten Widerstand aufweist, an dessen Abgriff das Steuergitter (G2) angeschlossen ist.
4. Hochfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuereinrichtungen (R11, R12, VG 1, T1, R2, UG 2, T2) als Stellglieder einem oder mehreren Regelkreisen zugeordnet sind.
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DE3900958A1 DE3900958A1 (de) 1990-07-26
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EP0378997A2 (de) 1990-07-25
EP0378997A3 (de) 1992-09-02
DE3900958A1 (de) 1990-07-26

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