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Kippschaltung Zur Erzeugung einer Kippspannung mit sägezahnförmigem
Verlauf sind bereits eine Reihe von Schaltungen bekannt, die beim Elektronenstrahloszillögraphen
zur Ablenkung des Elektronenstrahles in Richtung der Zeitachse Verwendung finden.
können, ohne daß ihre Anwendbarkeit darauf beschränkt ist. Hierzu nutzt man beiden.
meist verwendeten Kippschwings,chaltungen mit Gasentladungsrohr !den :ersten, nahezu
geraden Teil der Aüfladekurve des Kippkondensators aus, indem man dafür sorgt, daß
sich der Kondensator bei einer bestimmten Spannung, die zu diesem Teil gehört, :entlädt.
Ferner ist bekannt, den Kondensator über seine Induktivität zu laden, um eine Lirearisierung
der Schwingungen zu bewirken, und es ist vorgeschlagen worden, zur Erzielung ;frier
symmetrischen Kippspannung indem Kreisdes Kippkondensators :eine Induktivität anzuordnen,
die eine schwingende Entladung des Kondensators bewirkt. Um den sichtbaren Teil
der Rücklauflinie aus dem eigentlichen Bildfeld herauszuverlegen, ist tes schließlich
bekannt, einen mit :einem Relais versehenen Kippsjchwingkreis und ,einen gewöhnlichen
Schwingkreis derart in periodischer Wechselwirkung zu verwenden, daß der Kippschwingkreis
den gewöhnlichen Schwingkreis anstößt, wenn das Relais geschlossen ist, und der
angestoßene Schwingkreis frei schwingt, wenn das Relais, das durch :eine gasgefüllte
Entladungsröhre gebildet ist, geöffnet ist.
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Nach edier vorliegenden Erfindung wirkt nun bei der letztgenannten
Art von Anordnungen der gewöhnliche Schwingkreis derart auf den Kippschwingkneis
zurück, daß nach spätestens einer halben Periode .der freien Schwingung, jedoch
nicht früher als nach einer Viertelp:eriode, das- Relais geschlossen wird und daß
die
zu erzeugenden Kippschwingungen von dem Kondensator des gewöhnlichen Schwingkreises
abgenommen werden.
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Die Wirkungsweise dieser Schaltung sei an Hand der Abbildungen näher
erläutert. Abb. i zeigt !ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung.
Der ansto= ßende Kippschwingkreis I besteht aus dem Kondensator i, dem als gittergesteuertes
Gas-oder Dampfentladungsrohr ausgebildeten Relais ¢ und einer für beide Kreise gemeinsamen
Induktivität 5. Diese bildet mit dem Drehkondensator 6 :den angestoßenen gewöhnlichen
Schwingungskreis II. Die erzeugte Kippspannung kann an den Klemmen 7 abgenommen
werden. Sie entsteht auf folgende Weise: Der Kondensator i wird aus einer Gleichstromquelle
3 über den Widerstand 2 aufgeladen. Hat der Kondensator i die Zündspannung .des
Rohres ¢, die durch die Gitterspannung bestimmt ist, erreicht, so zündet es. Vom
Kondensator i fließt dann ein Entladestrom, der teilweise von der Drosselspule 5
aufgenommen wird. Der weitaus größte Teil fließt dem Kondensator 6 als Ladestrom
zu, der ihn umlädt. Ist der Kondensator 6 aufgeladen, so vermag das Rohr den geringen
Strom, der hauptsächlich durch die große Impedanz der Drosselspule bestimmt ist;
nicht mehr zu führen. Die Gittervorspannung ist nun so eingestellt, daß bei diesem
geringen Stromwert die Entladung abbricht. Kreis I ist offen, Kreis II schwingt
nun frei; infolge des unterbrochenen Kreises I ist die Dämp: fung der freien Schwingung
relativ gering. Der Einsatz dieser Schwingung erfolgt zu einer solchen Phase der
ganzen Schwingung, in der die Spannungsänderung an der Drosselspule annähernd geradlinig
verläuft, da die Drosselspule schon vorher vom Entladestrom des Kondensators i durchflossen
war und samit Schwingungsenergie in Form magnetischer Energie an der Drossel liegt.
Nachdem die Spannung an der Induktivität im weiteren Verlauf der Schwingung ihr
Vorzeichen gewechselt hat, liegt sie in Richtung der Spannung' am Kondensator i,
der inzwischen seine ihm bei der Entladung verbliebene Restladung wenigstens teilweise
aus der Gleichspannungsquelle 3 wieder ergänzt hat. Unter der Wirkung der Summe
beider Spannungen von i und 5 :erreicht das Rohr die Zündspannung. Das Rohr zündet,
der Vorgang wiederholt sich, wie oben beschrieben.
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Solange die Zündspannung des Rohres jedesmal aus der Summe der Spanilungen
von i .und 5 gebildet werden kann., ist der Vorgang stabil. Im anderen Falle zündet
das Rohr erst wieder dann, wenn die Spannung am Kondensator i durch Nachfließen-
der Ladung aus 3 die Zündspannung erreicht hat; die freie Schwingung von Kreis II
ist zu dieser Zeit fast abgeklungen.
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Abb. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Schwingung an den Klemmen
7 im instabilen Zustand. Bei Z zündet das Rohr ,4, der Kon-;nsator 6 wird aufgeladen,
bis das Rohr L löscht. Zu dieser Zeit setzt die freie Schwingung des Kreises II
ein, und zwar verhältnismäßig geradlinig aus dem ob,enerwähnten Grunde. Bei Z im
negativen Teil der Kurve wird die Zündspannung bereits aus den beiden Teilspannungen
von i und 5 gebildet. Nach einigen Schwingungszügen ist dies nicht mehr möglich,
das Rohr zündet für längere Zeit nicht mehr, die freie Schwingung von Kreis II kann
fast ausschwingen. Die Zündung des Rohres ,erfolgt nun wieder, wenn der - Kondensator
i durch Nachfließen der Ladung von 3 die Zündspannung erreicht hat. Durch entsprechende
Bemessung der Betriebsdaten beider Schwingungskreise, insbesondere der Eigenfrequenz
des Kreises II mit Hilfe des Drehkondensators und der Aufladegeschwindigkeit des
Kondensators des Kreises I, läßt es sich jedoch erreichen, daß jedesmal die Rückwirkung
:der freien Schwingung des Kreises II auf den Kreis I die Zündung des Rohres q.
bestimmt, und ferner, daß die freie Schwingung nur den nahezu zeitproportionalen
Teil umfaßt.
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Abb.3, die ebenso wie Abb.2 das Leuchtschirmbild einer Braunschen
Röhre maßstabsgetreu wiedergibt, zeigt die auf diese Weise erzielte Schwingung im
stabilen Zustand. In ihr ,entsprechen die ansteigenden Teile der Sägezahnkurve (Rücklauf)
der Aufladung des Kondensators des Kreises II und die abfallenden Teile dem geradlinigen
Teil der freien, weniger als ,eine halbe Periode dauernden Schwingung des Kreises
II. Ersichtlich muß die freie Schwingung bei dieser Abstimmung der Schwingkreise
mindestens eine Viertelperiode umfassen, da sonst der aperiode Fall nach Abb.2 eintritt.
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Vorteilhaft wird - der Kreis I durch einen Übertrager galvanisch vom
Kreis II getrennt. Abb. 4. zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei die gleichen Bezugszeichen
wie in Abb. i verwendet sind. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die :der in
Abb. i wiedergegebenen Schaltung, da man nach dem elektrischen Ersatzschema des
übertragers die Verhältnisse der Wicklung 8 -prinzipiell nach der Wicklung überführen
kann. Außer der an sich zweckmäßigen galvanischen Trennung ergibt sich bei dieser
Schaltung die Möglichkeit, die Kippspannung unabhängig von der Betriebsgleichspannung
3 zu machen, da das Übertragungsverhältnis von 5 in weiten Grenzen wählbar ist,
und sie so dem Verbraucher anzupassen.
Die Kippschaltung nach der
Erfindung eignet sich auch zur Erzeugung einer symmetrischen Kippspannung. Es ist
bei einer-Anordnung nach Abb. q. möglich, die Betriebsdaten so reinzustellen, daß
die an der Induktivität von Kreis I liegende Spannung gerade dann zur Zündung des
Rohres q. auswicht, wenn. sie entgegengesetzt gleich der Spannung ist, die sie bei
Beginn .der freien Schwingung von - Kreis I I hat. Gegebenenfalls hat man noch eine
Mittelanzä.pfung -der Induktivität des zweiten Schwingungskreisies vorzunehmen.
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Hiermit :sind die Möglichkeiten einer 'Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Kippschaltung nicht :erschöpft.. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem als Relais
ein gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß dient, die Gitterspannung des Gefäßes
in bekannter Weise "von einem im Aufladekreis des Kondensators des ersten Schwingungskreises
liegenden Widerstand abgegriffen werden. Auch kann die Gas-entladungsröhre durch
eine ähnlich arbeitende Elektronenröhrenanordnung ersetzt werden, z. B. um höhere
Schwingungsfrequenzen zu erzielen.
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Neben der Tatsache, daß infolge des Ausschneidens aus der Sinusschwingung
in besonderem Maße geradlinige und symmetrIerbare Kippschwingungen erhalten werden,
ist es ein Vorteil der Schaltung nach der Erfindung, daß sie sehr viel weniger Energie
verbraucht als eine der bisher bekannten Schaltungen. Das liegt ,daran,, daß nicht
die ganze Energiedes Kippkondensators i bei der Entladung über das Relais q. in
Wärme umgewandelt wird und .damit verlorengeht, sondern daß ein beträchtlicher Anteil
dieser Energie in :der Induktivität 5 und im Kondensator 6 aufgespeichert wird und
sich während des BetrIebes der Kippschaftung lediglich von dem einen auf das andere
Element verlagert.