DE729684C

DE729684C - Schaltung zur Erzeugung sehr kurzer Impulse mittels gittergesteuerter Quecksilberdampf-Gluehkathoden-Gleichrichterroehren

Info

Publication number: DE729684C
Application number: DET53464D
Authority: DE
Inventors: Franz Dumke; Dipl-Ing Guenther Wolf
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1940-02-24
Filing date: 1940-02-24
Publication date: 1942-12-21

Description

Schaltung zur Erzeugung sehr kurzer 'Impulse mittels gittergesteuerter - Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhren Es ist eine Schaltung zur Erzeugung von Impulsen bekanntgeworden, bei welcher einem gesteuerten Stromrichter nach erfolgter Zündung ein Kondensator parallel geschaltet wird, der eine Spannung umgekehrter Polarität wie die Brennspannung des Stromrichters an letzteren legt und dadurch die Entladung zum Erlöschen bringt. Die Ent-Ladedauer des Kondensators muß dabei rriindestens so groß sein; daß in dieser Zeit die Entionisierung des Entladungsgefäßes erfolgen kann. Da die Entionisierungszeit je nach dem Anodenstrom in der Größenordnung von io-4 bis io-5 Sek. liegt, ist durch diesen Wert die kleinste erreichbare Impulsbreite gegeben.
Es ist weiter bekannt, daß gittergesteuerte Ouecksilberdampf - Glühkathoden - Gleichrichterröhren eine sogenannte Anlaufzeit besitzen, die sich aus der Zündverzögerung der Gitterkathodenstrecke und der Aufbauzeit der Entladung zwischen Gitter und Anode zusammensetzt. Die Zündverzögerung t einer solchen Röhre ist sowohl von der Anodenspannung U" als auch von der Gittervorspannung Ug, dem Gitterwiderstand R" und der Temperatur abhängig. Es seien hier als Beispiele einige Messungen der Zündverzögerung an einer gittergesteuerten Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre wiedergegeben. Der Gasdruck innerhalb der Röhre betrug dabei io-2 mm Hg.

U. t LD t R., t

66o V , 5-,0-6 -6V 2 # io-5

330 V ' i # x0-5 -2V i - io-5 20 1,5 # io-5

165 V 2-10-5 o V' 6 # io-5 5o i 2,5.10-6

U g -=2V Ua-33oV Ua=330V

- Ui - -4V

In der linken Spalte dieser Tabelle ist die Abhängigkeit der Zündverzögerungszeit t in Sekunden von der Anodenspannung U, in Volt des Gleichrichters dargestellt, wobei die Gittervorspannung Ug in Volt konstant gehalten wurde. Die mittlere Spalte zeigt für eine konstante Anodenspannung U" von 330 Volt die Abhängigkeit der Zündverzögerungszeit t von der Gittervorspannung, während die rechte Spalte endlich die Zündverzögerungszeit t in Abhängigkeit von dem Gitterwiderstand R, in k-Ohm bei konstanter Anodenspannung von 330 Volt und konstanter Gitterspannung von - .# Volt angibt.
Erfindungsgemäß wird diese Zündverzögerungszeit der gittergesteuerten Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre zur Erzeugung von Impulsen ausgenutzt. Hierbei ist dem Verbraucher eine der gewünschten Zündverzögerungszeit entsprechend vorgespannte Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre parallel geschaltet, und die Parallelschaltung beider wird über einen in der gemeinsamen Zuführung liegenden Widerstand und eine von der Impulsfrequenz gesteuerte Quecksilberdampf -Glühkathoden-Gleichrichterröhre mit im Takte der Impulsfrequenz pulsierender Gleichspannung gespeist.
Bei dieser Schaltung ist die kleinstmögliche Impulsbreite durch die kürzestmögliche Zündverzögerungszeit t gegeben.
Ein -Ausführungsbeispiel ist in Abb. i dargestellt. Über einen Transformator i, einen Gleichrichter 2 und einen Strombegrenzungswiderstand 3 wird ein Kondensator q. in der gewünschten Impulsfolge aufgeladen.. Werden beispielsweise So Impulse in der Sekunde gewünscht, so muß der Transformator mit einer Wechselspannung von So Hz gespeist «-erden. Parallel zum Verbraucherwiderstand R liegt eine gittergesteuerte Ouecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre 5, stand 7 angeordnet sind. Durch Veränderr der Gittervorspannung und des Gitterwiderstandes 7 kann man die Impulsbreite innerhalb gewisser Grenzen beeinflussen. Katho-@' Jenseitig ist die Gleichrichterröhre 5 mit de' negativ aufgeladenen Belegung des Kondensators q. verbunden, und anodenseitig liegt sie mit einem Widerstand 8 und einem gesteuerten Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichter 9 an der positiven Belegung des KondensatOrs q.. Das Gitter der gesteuerten Gleichrichterröhre 9 wird über eine Vorspannbatterie io von einem Phasenschieber i i mit der Impulsfrequenz gespeist.
Diese Schaltung arbeitet folgendermaßen: An den Kondensator 4. gelangt jeweils die positive Halbwelle der Impulsfrequenz. Während der negativen Halbwelle wird die Quecksilberdampf -Glühkathoden -Gleichrichterröhre 9 durch die über den Phasenschieber i i zugeführte Steuerspannung geöffnet, wodurch die Kondensatorspannung an dem Quecksilberdampf - Glühkathoden - Gleichrichter 5 und dem r Verbraucherwiderstand R wirksam wird. Diese Spannung- bleibt so lange an dem Verbraucherwiderstand R stehen, bis die durch den Gitterwiderstand 7 und die veränderbare Spannungsquelle 6 eingestellte Zündverzögerungszeit t verstrichen ist. In diesem Augenblick setzt der volle Entladungsstrom der Röhre 5 ein und läßt die Spannung hinter dem Widerstand 8 auf die Brennspannung des Gleichrichters -5 zusammenbrechen. Man erhält also sowohl eine sehr 'steile Impulsfront durch das Zünden der Gleichrichterröhre 9 als auch durch das Zünden der Gleichrichterröhre 5 einen ebenso steilen Impulsrücken. Die Impulsbreite wird dabei durch die Zündverzögerungszeit der Gleichrichterröhre 5 bestimmt. Die Zündverzögerungszeit der gesteuerten Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre 9 geht in die Impulsbreite nicht- ein, da es ohne richterröhre 9 diese Zündverzögerungszeit zu eliminieren. Das Löschen des in den Gleichrichterröhren 5 und 9 hrennendenEntladungsbogens erfolgt selbsttätig dadurch, daß nach dem Abklingen der positiven Halbwelle der Impulsfrequenz die Spannung am Kondensator q. über die brennenden Entladungsbögen auf o bzw. auf dieBrennspannung absinkt und somit die Entladungsbögen in den Gleichrichterröhren 5 und 9 erlöschen. Bei der nächstfolgenden positiven Halbwelle der Impulsfrequenz ist in den Gleichrichterröhren die Entionisierung bereits so weit fortgeschritten, daß diese nicht mehr von selbst zünden. Hieraus geht hervor, daß die Impulsfrequenz durch die Entionisierungszeit derRöhren gegeben ist. Es darf also an dem Kondensator 4 der nächste Spannungsanstieg frühestens nach io-4 bis 1o-5 Sek. erfolgen, was unter Zugrundelegung der Entionisierungszeit von io-5 einer Impulsfrequenz von ioo ooo Hz entspricht.

Die erreichbare Entionisierungszeit hängt von den verwendeten Röhren, d. h. von den geometrischen Abmessungen der Röhren, vom Anodenstrom und von der Größe der Gitterfläche ab. Man kann also z. B. bei Spezialröhren mit sehr großer Gitterfläche die Entionisierungszeit weitgehend verkürzen und dadurch noch höhere Impulsfrequenzen erzielen. Im folgenden seien nun die mit der normalen gittergesteuerten Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre RSQ i5/4o in dieser Schaltung erzielten Ergebnisse angeführt.

t%c. R" L=@ tsec

22o zo kOhm - 2,5 5,3-10-6

.¢:@.o io - - 2,5 q. # io-s

8S0 io - - 2,5 4 -10-6

880 io kOhm '-, 6,5 2 -10-6

io - -E- io 1,5 # 1o-6

880 1 kOhm + 2,2 10 # 10-6

i - -,` S 6,5-10-6

i - T 9,2 1,5 . i0-6

Hierin bedeuten UC die Effektivspannung am Kondensator .I in Volt, Rg den Gitterwiderstand, Ug die Gittere orspannung in Volt und t, die Impulsbreite in Sekunden. Die kürzeste mit dieser normalen Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre erreichte Impulsbreite betrug 1,5 # io-1 Sek. Sie liegt also um mindestens eine Größenordnung niedriger als die mit den bekannten"Verfahren erzielte Impulsbreite. In Abh.2 ist ein anderes Schaltungsbeispiel dargestellt. Es unterscheidet sich von dem der. Abb. i dadurch, daß die gittergesteuerte Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre g zwangsweise durch Parallelschaltung eines Kondensators i¢ gelöscht wird. Der Kondensator 1q. wird über den Gleichrichter 13 und den Begrenzungswiderstand 15 auf der die Brennspannung - der Gleichrichterröhre 9 kompensierenden Spannung gehalten. Zwischen dem Kondensator 1q. und der Gleichrichterröhre 9 ist eine weitere gesteuerte Gleichrichterröhre 16 angeordnet, die über einen Phasenschieber i9 von der Impulsfrequenz gesteuert wird. Diese Schaltung hat gegenüber der Schaltung nach Abb. I-den Vorteil, daß-nach dem Zünden der gittergesteuerten Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre 5 nicht die gesamte Energie des Kondensators q. über den Gleichrichter 9 und 5 abfließt und somit an Leistung gespart wird. Der Zündzeitpunkt der Röhre 16 ist nämlich so eingestellt, daß im Augenblick des Zündens der Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre 5 die Kompensationsspannung an der Gleichrichterröhre 5 wirksam wird, wodurch die Entladung des Kondensators q. unterbrochen wird. Ein weiterer Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß nicht mehr die gesamte Verbraucherleistung durch die Impulsfrequenz aufgebracht zu werden braucht, was bei hohen Impulsfrequenzen Schwierigkeiten bereiten kann, sondern lediglich die Steuerspannung für die beiden Gleichrichterröhren 9 und 16. Die Verbraucherleistung.kann einem beliebigen Wechselstromnetz über einen 14Zehrphasengleichrichter oder auch einer reinen Gleichspannungsquelle entnommen werden. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der Abb. i.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltung zur Erzeugung sehr kurzer Impulse mittels gittergesteuerter Quecksilberdampf - Glühkathoden - Gleichrichterröhren unter Anwendung der bei Ionenentladungsstrecken auftretenden Zündverzögerung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucher eine der gewünschten Zündverzögerungszeit entsprechend vorgespannte Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre parallel geschaltet ist und daß diese Parallelschaltung über einen in der gemeinsamen Zuführung liegenden Widerstand und eine von der Impulsfrequenz gesteuerte Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre mit im Takte der Impulsfrequenz pulsierender Gleichspannung gespeist wird.
2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die im Takte der Impulsfrequenz pulsierende Gleichspannung durch Gleichrichtung der Impulsfrequenz erzeugt und einem Kondensator zugeführt wird, und daß der Verbraucherwiderstand mit der ihre parallel geschalteten Quecksilberdampf -Glühkathoden- Gleichrichterröhre während der negativen Halbwelle der Impulsfrequenz durch die in diesem Zeitabschnitt öffnende Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre an den Kondensator angeschlossen wird.
3. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsierende Gleichspannung durch Zünden und Löschen eines gesteuerten Stromrichters aus einer reinen Gleichspannung gewonnen wird.
Schaltung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfrequenz über einen Transformator (i) und einen Einweggleichrichter (2) einem Kondensator (¢) zugeführt ist und die positive Belegung dieses Kondensators über eine von einem Phasenschieber (ii) gesteuerte Quecksilberdampf-Glühl:athoden-Gleichrichterröhre (9) und einen Widerstand (8) mit der dem Verbraucherwiderstand (R) parallel geschalteten (Quecksilberdampf - Glühkathoden - Gleichrichterröhre (5) verbunden ist, in deren Gitterkreis eine veränderbare Spannungsquelle (6) und ein veränderbarer Widerstand (7) vorgesehen sind.
5. Schaltung nach Anspruch i, 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere gesteuerte Quecksilberdampf-Glühkathoden-Gleichrichterröhre (16) vorgesehen ist, die zur Löschung der Entladung der Quecksilberdampf -Glühkathoden- Gleichrichterröhre (9) einen geladenen Kondensator umgekehrter Polarität wie die Brennspannung der Röhre (9) der letzteren parallel schaltet, und daß der Transformator (i) mit einem beliebigen Wechselstromnetz verbunden ist.