DE714196C

DE714196C - Process for generating electrical current or voltage pulses

Info

Publication number: DE714196C
Application number: DER105457D
Authority: DE
Inventors: Loell Ellsworth Norton
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1938-06-18
Filing date: 1939-06-20
Publication date: 1941-11-24

Description

Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Strom- oder Spannungsimpulsen Es sind bereits Verfahren zur Erzeugung von Impulsreihen bekannt bei denen die Impulse von Sinusschwingungen abgeleitet werden. So werden hierzu beispielsweise Amplitudenbegrenzerschaltungen in der Weise benutzt, daß jeweils nur die Maxima der Sinusschwingungen durch die Schaltung hindurchgehen, während der übrige Wellenzug unterdrückt wird. Diese Verfahren versagen jedoch, wenn sehr kurze tVnd scharfe Impulse erzeugt werden sollen.Process for generating electrical current or voltage pulses There are already known methods for generating pulse trains in which the pulses can be derived from sinusoidal oscillations. For example, amplitude limiter circuits are used for this purpose used in such a way that only the maxima of the sinusoidal oscillations through the Go through the circuit while the rest of the wave train is suppressed. These procedures fail, however, when very short and sharp pulses are to be generated.

Es ist ferner bereits bekannt, die Zündimpulse bei gittergesteuerten Gasentladungsröhren einer durch eine Wechselspannung gesteuerten Gleichrichterstrecke zu entnehmen, deren Widerstandskapazitä-tskombination von einem zusätzlichen- Gleichrichter überbrückt ist, der die gleiche Durchlaßrichtung hat wie die Gleichrichterstrecke. Dadurch wird erreicht, daß der Gleichrichterkreis für den Lade- und Entladevorgang des Kondensators verschiedene Zeitkonstanten aufweist, so daß die Halbperioden der Wechselspannung "in. diesem Kreis eine unsymmetrische Verformung erfahren. Der Ladestrom des Kondensators, der eine scharfe Spitze aufweist, wird über einen Widerstand geleitet, an dem kurze Spannungsimpulse entstehen, die dem ersten Differentialquotienten des Spannungsverlaufes am Ladekondensator nach der Zeit entsprechen. Bei dieser Anordnung lassen sich jedoch die erhaltenen Spannungsimpulse in ihrer Form nur wenig beeinflussen, da die unsymmetrische Kurvenverformung und die Differentiation funktionell zusammenhängen und daher nicht unabhängig voneinander eingeregelt werden können.It is also already known that the ignition pulses in grid-controlled Gas discharge tubes in a rectifier path controlled by an alternating voltage can be taken from the resistance-capacitance combination of an additional rectifier is bridged, which has the same forward direction as the rectifier path. This ensures that the rectifier circuit for the charging and discharging process of the capacitor has different time constants, so that the half-periods of the AC voltage "experience an asymmetrical deformation in this circle. The charging current of the capacitor, which has a sharp tip, is passed through a resistor, at which short voltage pulses arise, which correspond to the first differential quotient of the Voltage curve on the charging capacitor according to time. With this arrangement However, the shape of the voltage pulses received can only be influenced slightly, since the asymmetrical curve deformation and the differentiation are functionally related and therefore cannot be adjusted independently of one another.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Strom- oder Spannungsimpulsen durch Differentiation der Halbperioden einer Sinusschwingung vorgeschlagen, dessen Kennzeichen darin besteht, daß .die Sinusschwingung in einem Gleich-. richterkreis gleichgerichtet und unsymmetrisch verzerrt wird und daß die verzerrte Schwingung durch zusätzliche Mittel, z. B. durch einen aus Widerstand und Kapazitäten bestehenden Ladekreis, nach der Zeit differentiiert wird. Da die unsymmetrische Kurvenverzerrung und die Differentiation beim erfindungsgemäßen Verfahren in getrennten Kreisen erfolgen, lassen sich diese beiden Vorgänge voneinander unabhängig einregelni. so daß durch geeignete Wahl der Betriebsbedingungen wesentlich schärfere Impulse erzielt werden können.According to the invention a method for generating electrical Current or voltage pulses by differentiating the half-periods of a sinusoidal oscillation proposed, the characteristic of which is that .the sinusoidal oscillation in one Same-. richterkreis is rectified and distorted asymmetrically and that the distorted vibration by additional means, e.g. B. by a resistance and capacities existing charging circuit, after which time is differentiated. Since the asymmetrical curve distortion and the differentiation in the method according to the invention done in separate circles, these two can be Operations adjust independently of each other. so that by appropriate choice of operating conditions much sharper pulses can be achieved.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand c. Abbildungen näher erläutert werden. Ab!).-j, zeigt eine schematische Darstellung der einizelnen Schaltungsstufen, während Abb.2 ein Beispiel einer vollständigen Schaltung dar stellt.The invention is now to hand c. Illustrations explained in more detail will. Ab!) .- j, shows a schematic representation of the individual circuit stages, while Fig.2 shows an example of a complete circuit.

In Abb. i wird eine elektrische Sinusschwinigung der Form i, die noch un erwünschte andere Frequenzen enthalten kann, an den Eingang einer Verstärkerstufe 3 gelegt. Die verstärkte Schwingung 5 geht dann durch ein Filter 7, in dem sie von den unerwünschten Frequenzen befreit wird und in der Form 9 das Filter verläßt. Die nunmehr reine Sinusschwingung wird im Gleichrichter i i gleichgerichtet. Dieser Gleichrichter kann ein Halbweg- oder Vollweggleichrichter sein. Die gleichgerichtete Schwingung 13 wird an einen Entladungskreis gelegt, der eine Kurvenverzerrung unsymmetrischer Art bewirkt, so daß die gleichgerichtete Schwingung die Form 15 erhält. Diese Schwingung wird in einem Differentiationskreis 17 differentiiert. Die negativen Teile der differentiierten Schwingung haben eine größere Amplitude und sind schärfer definiert als die positiven Teile. Die differentiierte Schwingung kann durch einen Verstärker 21 nochmals verstärkt und danach einem zweiten Differentiationskreis 23 zugeführt werden. Wenn der Verstärker aus einer einzelnen Stufe besteht, so kehrt er die Phase der angelegten Schwingung um. Die letzterwähnte idifferentiierte Schwingung 25 hat positive Spitzen, die sehr Scharf definiert sind. Die Impulsausgangsstufe 27 ist so weit negativ vorgespannt, daß nur die oberen Teile der positiven Spitzen 25 wirksam werden. Im' Ausgang der Schaltung tritt eine Reihe von sehr scharf definierten negativen Impulsen 29 auf, welche die gleiche Phasenlage wie die Sinusschwingung besitzt, die am Eingangskreis liegt.In Fig. I, an electrical sinusoidal wave of the form i, which may contain other unwanted frequencies, is applied to the input of an amplifier stage 3. The amplified oscillation 5 then goes through a filter 7, in which it is freed from the undesired frequencies and leaves the filter in the form 9. The now pure sinusoidal oscillation is rectified in rectifier ii. This rectifier can be a half-wave or full-wave rectifier. The rectified oscillation 13 is applied to a discharge circuit, which causes a curve distortion of an asymmetrical type, so that the rectified oscillation is given the shape 15 . This oscillation is differentiated in a differentiation circuit 17 . The negative parts of the differentiated oscillation have a larger amplitude and are more sharply defined than the positive parts. The differentiated oscillation can be amplified again by an amplifier 21 and then fed to a second differentiation circuit 23. If the amplifier consists of a single stage, it reverses the phase of the applied oscillation. The last-mentioned idifferentiated oscillation 25 has positive peaks which are very sharply defined. The pulse output stage 27 is negatively biased to such an extent that only the upper parts of the positive tips 25 are effective. At the 'output of the circuit occurs a series of very sharply defined negative pulses 29 which have the same phase position as the sinusoidal oscillation that is applied to the input circuit.

Nähere Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels zeigt das vollständige Schaltbild nach Abb. 2. Der Eingangskreis 31 ist an eine Verstärkerröhre 33 angeschlossen, deren Anodenspannung von der Batterie +B-B geliefert wird. Im Ausgang dieser Verstärkerröhre liegt ein Resonanzkreis 35, .der mit einem zweiten Resonanzkreis 37 gekoppelt ist. Diese gekoppelten Kreise und ein zweiter in Serie liegender abgestimmter Kreis 39 bilden ein Filter, in dem die der steuernden Sinusschwingung überlagerten unerwünschten Freduenizen herausgesiebt werden. Das Filter ist uiit denn Diodenteil einer Mehrelektrodent5lire.li verbunden. Die Diodenstrecke liegt einem Entladungskreis, der aus einem Widerstand R und einem Kondensator C be-,telit. Dieses RC-Glied besitzt eine Zeitkonstante, die eine unsymmetrische Verzerrung der gleichgerichteten Schwingungen bewirkt.More details of an embodiment is shown in full Circuit diagram according to Fig. 2. The input circuit 31 is connected to an amplifier tube 33, whose anode voltage is supplied by the battery + B-B. In the output of this amplifier tube there is a resonance circuit 35, which is coupled to a second resonance circuit 37. These coupled circles and a second tuned circle 39 in series form a filter in which the unwanted superimposed on the controlling sinusoidal oscillation Freduenizen to be screened out. The filter is a diode part of a multi-electrode line tied together. The diode path lies in a discharge circuit made up of a resistor R and a capacitor C be, telit. This RC element has a time constant which causes an asymmetrical distortion of the rectified vibrations.

Der Entladungskreis RC ist mit dem Steuergitter der Röhre -i über einen Differentiationskreis verbunden, der einen Kondensator C, und einer. Widerstand R, enthält. Inn Ausgangskreis dieser Röhre liegt ein zweites Differentiationsglied C, R-, das an die Röhre -1-5 angeschlossen ist. Das Gitter der Rölire 4.i wird durch eine Batterie 43 vorgespannt, so daß nur die Spannungsspitzen durch diese Röhre hindurchgehen. Im Ausgangskreis der Röhre .I5 liegt in Serie mit einem Kondensator C, ein Potentioineter .47, von welchen' die Impulse abgegriffen werden. Selbstvers ti ä ndlich können in ähnlicher `'eise auch scharf definierte positive Impulse erzeugt werden, wenn man den Widerstand .17 in den Kathodenkreis legt.The discharge circuit RC is connected to the control grid of the tube -i connected a differentiation circuit, the one capacitor C, and one. resistance R, contains. A second differentiation element is located in the output circuit of this tube C, R- connected to tube -1-5. The grid of the Rölire 4.i is through a battery 43 biased so that only the voltage spikes through this tube go through. In the output circuit of the tube .I5 is in series with a capacitor C, a potentioineter .47, from which the impulses are tapped. Self verse In a similar way, sharply defined positive impulses can also be generated every day when the resistor .17 is placed in the cathode circuit.

Ist die am Eingang der Gesamtschaltung liegende Sinusschwingung der Amplitude nach groß genug, so braucht sie vor der Filterung nicht verstärkt zu werden. Auch die zweite Differentiationsstufe ist für (las richtige Arbeiten der Gesamtschaltung nicht erforderlich.Is the sinusoidal oscillation at the input of the overall circuit If the amplitude is large enough, it does not need to be amplified before filtering. The second differentiation stage is also for the correct work of the overall circuit not mandatory.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for generating electrical power or voltage pulses by differentiating the half-cycles of a sinusoidal oscillation, characterized in that the sine wave is rectified in a rectifier circuit and asymmetrically distorted and the distorted oscillation by additional means, z. B. by, a discharge circuit consisting of resistance and capacitance, according to the time is differentiated.

2. The method according to claim i, characterized in that that the sinusoidal oscillation differentiates a second time after the first differentiation will.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the electrical Sinusoidal oscillation is fed to a circuit part after the first differentiation, which only uses its tips for pulse formation or for the second differentiation.