-
Schaltungsanordnung zur Frequenzteilung mit Elektronenröhren, die
als Sperrschwinger geschaltet sind oder zu Multivibratoren gehören Es ist bekannt,
für Zwecke der Frequenz= teilung Sperrschwinger oder Multivibratoren so durch Steuerimpulse
zu synchronisieren, daß nicht jeder einzelne, sondern jeder iz-te Impuls einen Schwingungsvorgang
auslöst, daß also die Frequenz des betrachteten Sperrschwingers oder Multivibratörs
den it-ten Teil der Frequenz der synchronisierenden Impulsfolge beträgt.
-
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Schaltungsanordnung zur Frequenzteilung
unter Verwendung von Sperrschwingern oder Multivibratoren. Dabei werden die Anoden
von zwei Elektronenröhren, die mindestens drei Gitter haben und entweder als verschiedene
Frequenzen liefernde Sperrschwinger geschaltet sind oder zu verschiedenen Multivzbratoren
gehören und bei diesen die entsprechenden Nutzimpulse führen, auf einen gemeinsam-en
Anodenwiderstand geschaltet, wähnend jeweils das Steuergitter der einen Röhre mit
dem freien Gitter der anderen Röhre verbunden ist.
-
Die Vorteile gegenüber der bekannten Anordnung von Sperrschwingern
sind folgende: Man denke sich eine gegebene Schwingung, beispielsweise von zoo Hz,
die durch Frequenzteilung in zwei Stufen auf die Frequenz io Hz gebracht werden
soll. In bekannten Fällen verwendet man dazu zunächst einen Sperrschwinger, der
mit der Frequenz 50 schwingt und von jedem vierten Impuls der gegebenen Reihe ausgelöst
wird. Die Ausgangsfrequenz des ersten Sperrschwingers ist somit 5o. Diese Schwingung
soll nun auf die Frequenz io gebracht werden, d.h. der zweite verwendete Schwingungserzieuger
muß die Grundfrequenz io besitzen und durch
jeden fünften Impuls
des ersten Generators ausgelöst «erden. damit also die Frequenz io erzielt wird.
-
Die gleiche Wirkung läßt sich mit Hilfe der Erfindung durch zwei Sperrschwinger
c:-zielen, deren einer mit der Frequenz 5o, deren anderer mit der Frequenz .1o läuft.
Setzt z. B. der erste Impuls des Generators gegenüber dem ersten Impuls des Generators
5o um Impuls S ek -unde des einen später Generators ein, so wächst die mit Differenz
J jedem von dem des anderen Generators um Sekunde. Jeweils nach vier Impulsen d-es
Generators .4o bzw. nach fünf Impulsen des anderen Generators fallen die Impulse
der beiden Generatoren zusammen, so daß in diesem Augenblick ,am gemeinsamen Ausgangswiderstand
der beiden Röhren ein Impuls hervorgerufen wird, der also mit der Frequenz i o auftritt.
-
Schon aus diesem Beispiel ist zu ersehen, daß man bei der Anwendung
der Frequenzteilung nach der Erfindung Sperrschwinge von praktisch gleichem Aufbau
verwenden kann; lediglich ihre Schaltglieder sindgegeneinander etwas zu, verstimmen,
denn ihre Frequenzen 4.o und 5o weichen nur unwesentlich voneinander ab. Bei den
bisher belcannt2n Anordnungen dagegen würde die Frequenz des ersten Generators gleich
5o, die des zweiten Generators i o Hz betragen. Diese Unterschiede sind aber so
groß, daß man. nicht mehr mit denselben Schaltelementen auskommt. Die Erfindung
ermöglicht also eine Vereinheitlichung der benutzten Schaltelemente und damit eine
Beschränkung der Aufbauelemente der Generatoren auf wenige Typen.
-
Außerdem ergibt sich noch ein weiterer Vorteil. Bekanntlich tritt
immer eine gewiss° Verzögerung zwischen dem Erscheinen des Steuerimpulses und dem
Auslösen des Impulsgenerators ein. Diese Verzögerung ist unerwünscht und soll möglichst
klein gehalten werden. Bei der bekannten Schaltungsanordnung löst jeder Steuerimpuls
jeweils einen folgenden Generator aus, so daß sich dort eine doppelte Verzögerung
ergibt. Bei der Schaltung nach der Erfindung kann aber die gesamte Anordnung nur
eine einfache Verzögerung aufweisen; es kann hier also, verglichen mit der Gesamtverzögerung
der ersten Schaltung, nur die halbe Verzögerung wie dort eintreten.
-
Eine Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung sei nun in
Abb. i erläutert. Die beiden Fünfpolröhren 8 und 9 sind jede für sich in der Anordnung
eines Sperrschwingers gescl#altet; dabei übernehmen die Schirmgitter die Funktion
der früheren Anode. Ferner sind die Gitter kreuzweisse folgendermaßen verbunden:
Steuergitter der Röhre 8 mit dem Bremsgitter der Röhre 9, Bremsgitter der Röhre
8 mit dein Steuergitter der Röhre 9. Man legt den Schwingk-.,-eis zweckmäßigerweise
an dasjenige (Brems-oder Steuer-) Gitter, das den grölier°n Aussteuerbereich hat.
Im allgemeinen wird man darauf achten, daß die beiden Steuergitter einer Röhre einen
etwa gleichen Aussteuerbereich haben. Jedoch genügt es auch, da[.) die beiden miteinander
verbundenen Gitter, die also nicht der gleichen Röhre angehören, einen angenähert
gleichen Aussteuerbereich haben. Die Anoden der beiden Röhren sind miteinander verbunden
und arbeiten auf einen gemeinsamen Widerstand io.
-
Wenn die beiden Röhren 8 und 9 in verschiedenen Frequenzen schwingen,
dann kann an der gemeinsamen Anode beider Röhren nur dann ein Impuls entstehen,
wenn in beiden Röhren gerade gleichzeitig beide Gitter freigegeben werden, wenn
also zwei Impulse der verschiedenen Impulsfolgen gerade zusammenfallen. Die Frequenz
der am Widerstand i o auftretenden Impulse ist dabei der grüßt: gemeinsalrie Teiler
der Frequenzen, in denen die beiden Sperrschwinger 8 und 9 erregt sind. Sind diese
Frequenzen teilerfremde ganze Zahlen, dann ist die Frequenz der an io auftretenden
Impulse gleich i. Sind die Frequenzen gebrochene Zahlen mit teilerfremden Nennern,
z. B. i/;, und 1 "';, dann ist die Frequenz der Impulse am Widerstand io deren größtes
gemeinsames Vielfaches, also in dem erwähnten Falle i/35.
-
Bei der bekannten Frequenzteilung mit Sperrschwingern sind alle ganzzahligen
Teilungsverhältnisse denkbar. Bei der Durchführung solcher Schaltungen wird man
jedoch wegen der Sicherheit der Anordnung höchstens bis zur Teilung um den Faktor
i o gehen können. Je größer man die Teilungsverhältnisse wählt, um so flacher ist
der exponentielle Anstieg der Gitterspannung an der Stelle der Impulsbeeinflussung
und um so weniger unterscheiden sich dann die Spitzen der auf diesen Spannungsverlauf
aufgesetzten Impulse in ihrer Entfernung von der Sperrspannung, so daß bei geringen
Schwankungen der Betriebsdaten schon- der vor dem gewünschten Impuls liegende Impuls
zünden kann oder erst der nachfolgende (vgl. Abb.2a). Je steiler der Gitterspannungsablauf
ist, d. h. je kleiner die Teilungsverhältnisse sind, um so sicherer arbeitet die
Anordnung (vgl. Abb.2b).
-
Mit der in Abb. i erläuterten Anordnung gemäß der Erfindung kommt
man. im Teilungsverhältnis um eine Größenordnung weiter. Zwar gilt für jeden einzelnen
Sperrschwinger das eben Gesagte auch, aber durch
die besondere Schaltung
multiplizieren sich die beiden Teilungsverhältnisse. Werden z. B. beide Sperrschwinger
mit der gleichen Frequenz synchronisiert und spricht die Röhre 8 auf Grund der Bemessung
des RC-Gliedes im Gitterkreis nur auf jeden achten Impuls an, die Röhre g nur auf
jeden neunten Impuls, dann wird am Widerstand io nur für jeden zweiundsiebzigsten
Impuls d.er ursprünglichen Frequenz ein Impuls erzeugt. Zur Vermeidung eines unerwünschten
Zusammenfalles zweier Impulse, das etwa so denkbar ist, daß der hintere Teil eines
in einer Röhre erzeugten Impulses mit dem vorderen Teil eines in der anderen Röhre
erzeugten zeitlich zusammenfällt, wie es in Abb.3 angedeutet ist, genügt es, die
Impulsdauer auf den zehnten Teil der ganzen Periode zu bemessen, weil größere Teilungsverhältnisse
als i : i o praktisch nicht vorkommen.
-
Die Schaltung der Abb. i läßt sich dadurch noch vereinfachen, daß
statt der zwei Röhren 8 und 9 eine einzige Verbundröhre Anwendung findet, deren
Elektrodenanordnungentsprechend Abb. q. ausgebildet sein muß. Diese Röhre besitzt
neben einer Kathode und einer Anode zwei getrennte Gittersysteme, die je aus mindestens
drei Gittern bestehen, beispielsweise Steuer-, Schirm- und Brems- oder zweites Steuergitter.
Es können auch mehr als drei Gitter vorhanden sein, es sollen aber zwei von ihnen
etwa gleichen Aussteuerbereich besitzen. Dabei können im-besonderen Falle zwei als
Steuergitter dienende Elektroden kreuzweise miteinander verbunden sein. Alles Vorstehende
über die Anwendung von Sperrschwingern für die Zwecke der Erfindung gilt sinngemäß
auch für Multivibratoren.