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Schaltungsanordnung zur Herstellung steil ansetzender Impulse aus
Impulsen mit abgerundeten Flanken Bei Fernseheinrichtungen, insbesondere bei Fernsehsendern,
tritt häufig die Aufgabe auf, elektrische Impulse herzustellen, deren Front steil
ansetzt, und ferner auch die Aufgabe, Impulse herzustellen, welche einen möglichst
genau rechteckförmigen Verlauf besitzen. G.egeb:en sind in diesem Falle regelmäßig
nur Impulse, deren Flanken oben und unten abgerundet sind.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Lösung dieser Aufgabe mehrere
Röhren zu verwenden, deren Gittervorspannungsquellen so eingestellt werden, daß
der steile Flankenteil des gegebenen Impulses in den Aussteuerbereich der Röhre
fällt. Nun wird aber erstens durch die Notwendigkeit, mehrere Röhren vorzusehen,
welche den durch seine steile Front begrenzten Impulsteil gleichsam aus dem gegebenen
Impuls herausschneiden, und zweitens durch die Notwendigkeit, für jede Röhre eine
besondere Gittervorspannungsquelle zu schaffen, die betreffende Schaltungsanordnung
nennenswert kompliziert.
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Es ist bereits bekannt, mit Hilfe einer @einzigen Röhre wenigstens
die Abrundung am unteren Ende der Impulsflanke zu beseitigen, indem im Steuergittefkreis
der Röhre ein verhältnismäßig hoher Widerstand vorgesehen wird und die Impulse mit
negativer Polarität diesem Steuergitter zugeleitet werden, derart, daß durch den
unteren Flankenteil Gitterstrom hervorgerufen wird.
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Es ist ferner bekannt, mit Hilfe einer @einzigen Röhre die untere
und obere Flankenabrundung eines Impulses zu beseitigen, indem vor dem Steuergitter
dieser Röhre ein Widerstand vorgesehen wird, eine konstante negative Vorspannungsquelle
vorhanden äst und die Impulse mit positiver Polarität über einen Kopplungskondensator
und einen Gitterableitwiderstand dem -Steuergitter zugeführt werden. Man verhält
dann die gewünschte
Beseitigung der oberen und unteren Flankenabrundung,
kann jedoch die negative Vorspannungsquelle für das Steuergitter nicht entbehren.
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Es ist auch bekannt, Impulse, welche mit ungleichen Amplituden auftreten,
dadurch auf gleiche Amplituden zu bringen, daß durch die Spitze jedes Impulses ein
Gitterstrom in einer Röhre erzeugt wird, der einen in der Gitterzuleitung liegenden
Kondensator auflädt- Hierdurch werden die Maximahverte aller zunächst ungleich großen
Impulse ge--vissermaßen auf den gleichen Spannungswert gerückt, so daß, wenn die
Amplitude auch der kleinsten Impulse noch größer als der Aussteuerbereich der verwendeten
Röhre ist, die untere Flankenabrundung ebenfalls verschwindet. Eine besondere Gittervorspannungsqu.elle
ist bei einer genügend großen Zeitkonstanten des Kopplungskondensators und des Gitte
rableir,widerstandes auch nicht notwendig, jedoch bleiben Abrundungen der oberen
Flanke der gegebenen Impulse unverändert :erhalten.
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Gemäß der Erfindung -werden steil ansetzende und oben horizontal begrenzte
Impulse aus Impulsen mit oben und unten abgerundeten Flanken mit Hilfe einer einzigen
Röhre, :einem Widerstand in der Gitterzuleitung und ohne die Notwendigkeit, eine
besondere Gittervorspannungsquelle bereitzustellen, dadurch erzeugt, daß ein in
der Steuergitterzuleitung angeordneter Kondensator, über den die gegebenen Impulse
der Röhre zugeführt werden, und ein Gitterableitwiderstand der Röhre derart bemessen
sind, daß der steile Flankenteil des gegebenen Impulses in den Aussteuerbereich,
der unten abgerundete Flankenteil unter den Aussteuerbereich der Röhre fällt.
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Die Zeitkonstante des Kopplungskondensators und des Gitterableitwiderstandes
ist bei der Anordnung gemäß der Erfindung @et-,va ebenso groß -wie bei der oben
an letzter Stelle erwähnten bekannten Schaltungsanordnung, jedoch wird bei etwa
unveränderter Zeitkonstante durch Bemessung des Kondensators und des Gitterableitwiderstandes
dafür gesorgt, daß der steile Flankenteil in den Aussteuerbereich der Röhre fällt.
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Die gegebenen Impulse mögen die in Abb. i der Zeichnung dargestellte
Form haben.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der gemäß der Erfindung zu verwendenden
Bemessung des Kopplungskondensators und des Gitterableitividerstandes sei zunächst
die Schaltung in Abb.2 betrachtet. In dieser bedeutet i o eine Röhre, H einen Widerstand
in ihrem Anodenkreis, i 2 den Kondensator und 13 einen Gitterableitwiderstand. Der
linken Belegung des Kondensators mögen die gegebenen Impulse aus einer Quelle kleinen
Innenwiderstandes zugeführt werden.
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Die Verhältnisse, die bei einer derartigen Schaltung beim Einsetzen
des Gitterstromes auftreten, kann man derart betrachten, daß man sich zwischen Gitter
und Kathode der Röhre eine Gleichspannungsquelle vorstellt, welche einen inneren
Widerstand gleich dein Widerstand der Gitterkathodenstrecke besitzt, und im äußeren
Stromkreis dieser Spannungsqu:ell.e den Gitterableitwiderstand 13 einzeichnet. Man
erhält also dann das in Abb. dargestellte Ersatzschaltbild, in welchem 1.1 die Gleichspannungsquelle
und` 15 den inneren Widerstand der Gitterkathodenstreche bedeutet. Die Spannung
der Gleichspannungsquelle 14. teilt sich nun auf die Widerständc 13 und 15 auf,
so daß die Verbindungsleitung dieser Widerstände, an welcher das Gitter liegt, auf
ein Potential kommt, welches bei fester Zeitkonstante des IC-Gliedes 12, 13 durch
die Größe des Widerstandes 13 eingestellt werden kann. Die Zeitkonstante 12, 13
ist dabei, wie oben bereits erwähnt, ebenso groß gewählt, wie es bisher zur Erzeugung
einer negativen Gitterspannung üblich Zwar, d. h. so groß, daß in der Pause zwischen
-zwei Impulsen die negative Gittervorspannung praktisch . unverändert erhalten bleibt.
Jedoch kann man, wenn man den Widerstand 13 entsprechend klein wählt (und den Kondensator
12, um die gleiche Zeitkonstante beizubehalten, entsprechend groß), erreichen, dal
das untere Ende der Anodenstromgitterspannungskennlinie etwa an dlie Stelle A, B
in ebb. i fällt, so daß also der im Anodenstrom auftretende Impuls sehr steil ansetzt
und die untere Flankenkrümmung des gegebenen Impulses beseitigt wird. In dieser
Form ist der Impuls _bereits bedeutend besser zit verwenden als in der ursprünglich
gegebenen Form.
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Von der Schaltung nach Abb.2 unterscheidet sich die gemäß der Erfindung
vorgeschlagene Schaltung, die in Abb. ,4 dargestellt ist. noch durch einen Widerstand
16 in der Steuergitterzuleitung. In diesem Widerstand erzeugt der Gitterstrom einen
Spannungsabfall, so daß vom Augenblick des Gitterstromeinsattes an das Steuergitterpotential
nahezu unverändert bleibt und die obere Abflachung -der Impulsfront nahezu beseitigt
wird. Der Anodenstrom verläuft also dann in höherem Grade rechteckförmig, als es
mit der Schaltung nach Abb. 2 erreichbar ist. Der Widerstand 16 kann dabei klein
gegenüber dem Widerstand 13 sein, muß jedoch grof) gegenüber dem inneren Widerstand
der Gitterkathodenstrecke, d. h. groß gegenüber dem Ersatzwiderstand 15 in Abb.3
bemessen -werden.
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Auf experimentellem Wege -wurde ferner
gefunden, daß
es durch Parallelschaltung eines Kondensators zum Widerstand 16 möglich ist, Anodenspannungsimpulsie,
d. h. Potentialänderungen an der Anode der Röhre io zu erzielen, welche eine sehr
viel steilere Front haben, als es bei der Schaltung nach Abb. q. ,erreichbar ist,
und welche außerdem oben eine vollkommen horizontale Begrenzung aufweisen. Die zu
diesem Zwecke zu treffende Schaltung ist als Beispiel in Abb. 5 gezeigt. In dieser
ist der neu hinzugekommene Kondensator mit 17 bezeichnet.
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Die Erklärung dafür, daß sich durch Hinzunahme des Kondensators
17 ein sehr gut rechteckförmiger Anodenspannungsverlauf er= zielen läßt,
ist nicht einfach zu geben. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß die Gitterkathodenstrecke
sowohl einen inneren Ohmschen Widerstand besitzt als auch eine Kapazität zwischen
Gitter und Kathode. Es liegt also mit dem RC-Glied 16, 17 im Augenblick des
Gitterstromeinsatzes noch :ein weiteres RC-Glied (Gitterkathodenkapazität und parallel
dazu Gitterkathodenwiderkand) in Reihe; überdies ,ändert sich noch der Gitterkathodenwiderstand,
d. h. die Zeitkonstante des einen RC-Gliedes, mit ,anwachsendem Gitterstrom. Nun
ist aber bereits der Schaltvorgang, welcher entsteht, wenn man eine Gleichspanntingsquelle
im Sinne der Spannungsquelle 14 in Abb. 3 an die Reihenschaltung von zwei RC-Gliedern
anlegt, nicht ganz einfach. Der Potentialanstieg des gemeinsamen Punktes beider
RC-Glieder (dieser Punkt entspricht bei der Schaltung nach Abb. 5 dem Steuergitterpotential)
kann vielmehr in sehr weitem Maße durch Bemessungsänderungen beeinflul@t werden.
Völlig unübersichtlich wird der Fall aber dann, wenn die Zeitkonstante des RC-Gliedes
sich auch. noch im Verlauf des Schaltvorganges ändert, Was für-- die Gitterkathodenstrecke
ja durchaus der Fall ist. Möglicherweise spielen übrigens für den Anodenpotentialverlauf
auch die verteilten Kapazitäten (z. B. Eigenkapazität des Widerstandes i i und die
Kapazität der Anode gegen Gitter oder Kathode) noch eine Rolle.
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Es wurde jedenfalls auf experimentellem Wege gefunden, daß man den
"lnodenpoteintialverlauf, welcher bei der Schaltung nach Abb.4 stets etwa die in
Abb. 6 dargestellte Form hat, bei der Schaltung nach Abb.5 durch Vergrößerung des
Widerstandes 16 so, wie in Abb. 7 durch die Kurve C angegeben, verändern kann, durch
Vergrößerung des Kondensators 17 etwa in der Weise, wie ;es die Kurve E darstellt.
Bei passender Wahl der Größe von 16 und 17 läßt sich eine vollkommen waagerechte
obere Begrenzung des Impulses erzielen, d. h. eine vollkommen rechteckige Impulsform.