DE488286C - Anordnung zur Umwandlung einer Wechselspannung in eine synchron laufende Wechselspannung geringerer Frequenz - Google Patents

Description

• Anordnung zur Umwandlung einer Wechselspannung in eine synchron laufende Wechselspannung geringerer Frequenz Wenn man die Kurvenform einer periodischen Wechselspannung direkt und beliebig lange auf dem Fluoreszenzschirm einer Braunschen Röhre beobachten und insbesondere auch photographieren will, so muß der Kathodenstrahl von der zu untersuchenden Wechselspannung in einer Richtung und außerdem senkrecht zu dieser Richtung von einer zweiten Wechselspannung abgelenkt werden, die proportional der Zeit ansteigt. Will man eine ganze Periode oder sogar mehrere Perioden auf dem Fluoreszenzschirm sehen, so ist notwendig, daß die Frequenz der Zeitablenkungsspannung gleich einem ganzzahligen Bruchteil der Frequenz der gegebenen Spannung ist, und daß beide Spannungen stets dieselbe Phasendifferenz haben, d. h. also, daß beide synchron laufen. Dieser Synchronismus kann, namentlich bei höheren Frequenzen, nur dann erreicht werden, wenn die Zeitablenkungsspannung direkt von der gegebenen Spannung gesteuert wird, zumal der Synchronismus auch dann erhalten bleiben soll, wenn sich- =die Frequenz oder die Größe der zu untersuchenden Spannung um einige Prozent ändert.
• Es ist vorgeschlagen worden, die Umwandlung einer Wechselspannung in eine synchron laufende Wechselspannung geringerer Frequenz dadurch zu erreichen, daß die vorhandene Wechselspannung das Gitter einer negativ vorgespannten Elektronenröhre steuert, und daß der Anodenstrom einen im Andenkreis liegenden Kondensator gerade nach mehreren ganzen Perioden bis zur Zündspannung einer parallel zu ihm liegenden 'Glimmlampe auflädt. Die Frequenz der Spannung am Kondensator ist gleich einem ganzzahligen Bruchteil der Frequenz der gegebenen Spannung, beide -Spannungen sind auch synchron, doch hat die Kondensatorspannung eine treppenförmige Kurvenform und ist für die Zeitablenkung einer Braunschen Röhre nicht zu gebrauchen. Es ist daher vorgeschlagen, mit dieser Kondensatorspannung eine zweite Elektronenröhre zu steuern, deren Vorspannung so gewählt ist, daß der Anodenstrom unmittelbar nach dem Löschen der Glimmlampe noch kurze Zeit gesperrt ist, und daß der volle Sättigungsstrom bereits nach einem Bruchteil der Ladezeit des Kondensators erreicht wird.
• Dieser Strom lädt einen zweiten Kondensator im Anodenkreis der zweiten Röhre auf, dessen Spannung nunmehr vorwiegend proportional der Zeit ansteigt und der auch über eine parallel zu ihm liegende Glimmlampe gleichzeitig mit dem ersten Kondensator entladen wird.
• Man kann die doppelte Umformung vermeiden, wenn man nicht das Gitter der Elektronenröhre, sondern einen in Reihe mit der Glimmlampe liegenden Wechselstromwiderstand als Steuerorgan benutzt. Eine solche Schaltung ist von v a n d e r P o 1 und von v a n der Mark zur Frequenzerniedrigung angegeben. Abb. i zeigt ein Beispiel derarti. ger Anordnungen. Das Gitter der Elektronenröhre wird positiv vorgespannt oder mit der ' Anode verbunden und die Anodenspannung so groß gewählt, daß stets der volle Sättigungsstrom fließt. In dein Anodenkreis der Elektronenröhre liegt ein Kondensator ,C und parallel zu ihm ,eine Reihenschaltung von einer Glimmlampe Gr und zwei parallel geschalteten Wechselstromwiderständen. R, und. R2. In, den einen Zweig, R2, dieser parallel geschalteten Widerstände wird die zu untersuchende Spannung oder eine durch beliebige Umformung erzeugte synchron laufende Wechselspannung gleicher oder geringerer Frequenz gelegt. Da stets ein konstanter Anodenstrom fließt, so steigt die Spannung am Kondensator proportional= der Zeit an. Außer dieser Spannung liegt an der Glimmlampe ein 'Feil der ahge# legten Wechselspannung. Durch passende Wahl des Kondensators und des Anodenstromes läßt sich erreichen, daß die Glimmlampe nach. einer oder mehreren ganzen. Perioden der angelegten Wechselspannung zündet. Durch die zusätzliche Wechselspannung wird die Spannungsänderung am Kondensator kaum geringer, da bei hoher Wechselspannung der Kondensator zwar auf eine geringere Spannung kommt,. dafür aber auf eine entsprechend geringere Spannung, entladen wird.
• Diese Anordnung hat den. Nachteil, daß für die Glimmlampe bei höheren Frequenzen an Stelle der statischen Charakteristik die dynamische Charakteristik tritt, bei der der Strom durch die Glimmlampe bei gleichen Spannungen bis auf einen geringen Bruchteil. zurückgeht. Infolgedessen müssen die Kapazitäten. parallel zum Kondensator und. ebenso ihr Ladestrom sehr klein gewählt werden. Der störende Einfluß der Eigenkapazität der Glimmlampe macht sich neben äußeren störenden Einflüssen immer stärker bemerkbar, so daß die Anordnung bei Frequenzen in, der Größenordnung von 5 ooo Hertz völlig versagt. Ein weiterer Nachteil der Glimmlampe liegt darin, daß Zünd- und Löschspannung durchaus nicht exakt festliegen, sondern um einen Mittelwert schwanken, so daß man selbst bei geringen Frequenzen mit dieser Anordnung keine scharfe Aufnahme, sondern eine etwas verschwommene Kurve erhält. Schließlich ist der Unterschied zwischen Lösch- und Zündspannung sehr klein, so daß diese Spannungsschwankungen häufig durchaus nicht zur Steuerung einer Braunschen Röhre ausreichen.
• Diese Mängel werden gemäß der_ Erfindung dadurch behoben, daß man an Stelle der Glimmlampe eine an sich bekannte Stromkippvorrithtung mitElektronenröhren verwendet, deren dynamische Charakteristik selbst bei hohen Frequenzen noch im wesentlichen mit der statischen übereinstimmt.
• Ein. Beispiel einer solchen Anordnung ist in Abb. z dargestellt. Die Entladeröhre ist hier stark negativ vorgespannt, so daß kein Anodenstrom durch sie hindurchfließt. Daher wird der Kondensator allmählich über die Laderöhre aufgeladen, seine Spannung steigt proportional, der Zeit, und mit ihr sinkt die Spannung der ersten Steuerröhre, die zusammen mit der zweiten Steuerröhre einen labilen Widerstandsverstärker bildet. Wenn die Spannung am Kondensator einen bestimmten Wert überschreitet, springt der Anodenstrom der ersten Steuerröhre plötzlich auf Null, während der Anodenstrom caer zweiten Röhre umgekehrt von NuII auf einen bestimmten Wert ansteigt. Dies Steuerspannung der Entladeröhre wird dadurch stark positiv, es fließt: über sie ein Anodenstrom, durch den der Kondensator sehr schnell bis auf die untere Kippapannung (Lö'schspannung) entladen wireL Alsdann ändern sich die Anodenströme der beiden Steuerröhren plötzlich in umgekehrter Richtung, so daß die Entladeröhre wieder stark negativ vorgespannt wird. Es fließt kein Strom mehr über sie,. der Kondensator wird von. neuem geladen.
• Die Spannung am Kondensator steigt also proportional der Zeit an und geht alsdann verhältnismäßig viel schneller auf ihren ursprünglichen Wert zurück; der Vorgang verläuft periodisch.. Da die Elektronenröhren trägheitslos arbeiten, so beginnen Ladung und Entladung des Kondensators stets bei genau derselben Spannung. Durch passende Wahl der Elektronenröhren: kann man beliebig große Spannungsschwankungen erzielen. Den Synchronismus zwischen der zu untersuchenden Wechselspannung und der Kondensatorspannung erreicht man durch Kopplung der Wechselspannung mit der Strom'kippvorrichtun am besten durch. Einfügen in den Gitterkreis der ersten. Steuerröhre, da an dieser Stelle die Wechselspannung in keiner Weise belastet wird. Wenn man. sich .reit einem angenäherten zeitproportionalen An- i stieg der Kondensatorspannung, zufriedengibt, so kann, man die Laderöhre in an sich bekannter Weise durch einen Widerstand ersetzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE'..: i. Anordnung zur Umwandlung einer Wechselspannung, in, eine synchron laufende Wechselspannung, geringerer Frequenz durch Ladung .eines Kondensators über eine im Sättigungsgebiet arbeitende Elektronenröhre mit konstantem Strom und Entladung desselben mit Hilfe einer Stromkippvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daB die Anordnung von der gegeb.enen Wechselspannung gesteuert und daB als Stromkippvorrichtung eine Elektronenröhrenanordnung benutzt wird. a. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Ladung des Kondensators nicht über eine Elektronenröhre, sondern in an sich bekannter Weise über einen konstanten Widerstand erfolgt. 3. Anordnung nach Anspruch i und z, gekennzeichnet durch ihre Verwendung für die Zeitablenkung einer Braunschen Röhre.