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Anordnung zur stufenweisen Aufladung von Zeitkreiskondensatoren aus
einer Gleichspannungsquelle über eine im Sättigungsgebiet arbeitende Mehrgitterröhre
Gegenstand des Hauptpatents 730 249 ist eine Anordnung zur stufenweisen Aufladung
von Zeitkreiskondensatoren aus ,einer Glei@hspaimungsquelle über eine im Sättigupgsgebi;et
arbeitende 1VLehrgitterröhre, vorzugsweise eine Pentode. Das Kennzeichen besteht
darin, daß der Zeitkreiskondensator durch Einstellung geeigneter konstanter Spannung
an einem Gitter der Röhre und durch Anlegung spitzer oder rechteckiger Spannungsstöße
an einweiteres Gitter der Röhre stufenwei:s;e mit Stromstößen konstanter Größe aufgeladen
wird. Die Gitter dieser Röhre erlauben dabei einmal die Festlegung einer Konstantstromcharakteristik,
so daß- die Aufladung des Zeitkreiskondensators zeitlinear erfolgt, und außerdem
die Unterteilung des konstanten Ladestromies in einzelne Stromstöße konstanter Dauer,
deren Abstand durch; die taktgebende Spannung bestimmt ist. Die Spannung oder richtiger
das Potential, das der mit dem Laderohr verbundene Beleg des Zeitkreiskondensators
gegenüber einem Bezugspotential annimmt, kann in beliebiger Weise zur Aussteuerung
eines @elektri.schen Relais benutzt werden. Des geringen Leistungsbedarfs und der
hohen Überlastbarkeit wegen wird man hierfür vorzugsweise den Gitterkreis eines
weiteren Elektronenrohres benutzen.
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Die Anordnung gemäß dem Hauptpatent stellt gegenüber dem Bekannten
schon seinen erheblichen Fortschritt in bezug auf Genauigkeit dar. Es ist dort genauer
beschrieben n,, daß die stufenweise Unterteilung des Ladestromes insbesondere den
Augenblick sehr genau bestimmt, in dem ein festgelegter Ladungszustand am Zeitkreiskondensator
überschritten wird. Dieser Ladungszustand steht in enger Beziehung zu dem sog. Ansprechgebiet
des von dem Zeitkreiskondensator ausgesteuerten Verstärkerrohres oder Relais. Der
Ansprechaugenblick liegt damit phasenmäßig gegenüber der taktgebenden Spannung fest;
auch wird: die Charakteristik des ausgesteuerten Elementes (Relais oder Elektronenrohr)
schlagartig
überschritten, so d'aß ein mehrfaches Ansprechen ausgeschlossen ist.
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Unter gewissen Verhältnissen ist es jedoch notwendig, denAns;prechaugenblicknoch
schärfer zu bestimmen. Dieser Fall liegt insbesondere dann vor, wenn mit dem Kreis
Zeitdauern eingestellt werden sollen, deren Länge, ausgedrückt in Vielfachem der
taktgebenden Frequenz, sehr groß ist. Man sieht dann ohne -weiteres, daß die Einzelstufen
der Treppenkurve am Zeitkreiskondensator außerordentlich klein werden, so daß der
Arbeitsbereich des ausgesteuerten Rohres bzw. des entsprechenden Relais nicht in
einer, sondern in mehreren Stufen überschritten wird. Außerdem ist bei den dann
benutzten Kondensator-"ruppen die Möglichkeit von Leckström.en gegeben, so daß die
Ladekurve des Zeitkreiskondensators nicht mehr die korrekte Treppenform, die sich
aus der theoretischen Konstruktion ergibt, aufweist. Die Erfindung sieht Mittel
vor, um gegen die dann möglichen Fehler Abhilfe zu schaffen.
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In Fig. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispel der Erfindung-
genauer dargestellt und in Fig.2 hierfür ein Potentialdiagramm. Das von dem Zeitkreiskondensator
I( ausgesteuerte Element wird durch die Mischhexode A7 rechts gebildet. Als Laderohr
L findet der Hexodenteil eines Doppelrohres Verwendung, der unten direkt über die
Minusschiene angeschlossen wird. D.emersten Steuergitter dieses Rohres -werden die
sog. Stufenimpulse SJ zugeführt, d. h. Spannungen, die diesen Hexodenteil für die
Dauer des einzelnen Ladestromstoßes freigeben. Die Größe des -Ladestromstoßes wird
dabei mit Hilfe des dem Schirmgitter vom Einstellpo.tentiometer S gelieferten Potentials
So eingestellt, welches mit einem zusätzlichen Vorwiderstand zwischen Plus- und
Minusschiene des Systems geschaltet ist. Der Triodenteil im Laderohr L, der durch
Einschaltimpulse EJ gesteuert wird, sowie seine Zusammenarbeit mit dem Entladerohr
F sind in diesem Zusammenhang nebensächlich. Das Potential Pö des Bezugspunktes
P', welchem gegenüber der untere Beleg P des Zeitkreiskondensators mit dem Potential
Po den Steuerbefehl ausführt, ist durch zwei Widerstände zwischen Plus- und Minusschiene
eindeutig festgelegt. Auf dem Potential dieses Punktes befindet sich die Kathode
der Mischhexode l1-7. Für @ die Erfindung soll hier zuerst allein das Arbeiten des
Triodenteiles dieser Mischhexode betrachtet werden. Die Anode des Triodenteiles
ist verbunden mit dem Punkt zwischen einem Vorividerstand und dem oben erwähnten
Einstellpotentiometer S. Solange nun der Zeitkreiskondensator eine kleine Ladung
hesitzt, unterscheidet sich das Potential I', des Punktes P nicht sehr wesentlich
von dem Pluspotential. Dieser Fall ist während der ersten Stufen in dem in Fig.
2 dargestellten Potentialdiagramm in der Kurve Po gegeben. Damit ist die Triodenstrecke
der Mischhexode voll. geöffnet, der über sie fließende Strom erzeugt einen Spannungsabfall
an dem Vorwiderstand des Einstellpotentiometers S, der gleichzeitig den Anodenwiderstand
zum Triodenteil bildet, und damit liegt auch das am Einstellpotentiometer eingestellte
PotentialSo des Schirmgitters des Laderohres entsprechend der strichpunktierten
Kurve in Fig. 2 nur wenig über dem Kathodenpotential des Laderohres. Die Ladestromstöße
haben damit eine der Stufenhöhe der Kurve Po entsprechende Größe. Es sei in diesem
Zusammenhang besonders darauf hingewiesen, daß lediglich der einfacheren Darstellung
halber in Fig.2 die Dauer des einzelnen Ladeimpulses außerordentlich kurz angenommen
ist. Durchschreitet nun in Fig. 2 in der sechsten Stufe das Potential des Punktes
P und damit des Gitters den Arbeitsbereich der Mischhexode, der in Fig. 2 durch
zwei Linien mit dem mittleren Bezugspotential Pö dargestellt ist, so -wird damit
der Triodenteil gesperrt und der Spannungsabfall am Vorwiderstand zum Einstellpotentiometer
um den über die Anode des Triodeilteiles fließenden Stromes. verringert. Damit liegt
am Einstellpotentiometer eine höhere Spannung und das Potential So des Schirmgitters
im Laderohr schnellt empor. Dadurch werden die einzelnen Ladestromstöße vergrößert,
so daß die einzelnen Stufen in der P,-Kurve größer -werden. Es wird also mit Sicherheit
erreicht, daß entweder der Zeitkreis bei einer gegebenen Stufe den Triodenteil des
ausgesteuerten Rohres schon vollkommen sperrt i oder ihn in seiner Wirkung überhaupt
noch nicht beeinflußt. Darüber hinaus wird aber sichergestellt, daß Leckwiderstände
am Zeitkreiskondensator oder an dessen Entladerohr in ihrer Wirkung ausgeglichen
werden. Solche i Leckwiderstände können ein Entladen des Zeitkreiskondensators während
der stromlosen Zeiten bewirken, wobei sich das Potential des Punktes P zwischen
zwei Ladestromstößen ansteigend -wieder dem der Plusschiene nähert. i Durch die
plötzliche Erhöhung des Ladestromstoßes am Ende der Arbeitszeit T (vgl. Fig.2) wird
mit Sicherheit der Zeitkreiskondensator so weit aufgeladen, daß das Potential seines
unteren Beleges auch durch einen i kleinen Leckstrom nicht wieder in den Steuer.
bereich der Mischhexode eintreten kann. Außer dem Triodenteil wird in der im Schaltbild
(Fig. i) dargestellten Anordnung auch noch das Hexodensystem des Rohres 117 aus-
i gesteuert. Es erübrigt sich aber an dieser Stelle auf die Wirkungsweise dieser
Kreise
einzugehen, da es sich lediglich darum han. dielt, daß die
Mischhexode während der ir Fig. z :eingezeichneten Zeit T arbeitsbereit ist, während
sie davor und dahinter gesperrt gehalten wird. Das Wesentliche-besteht bei dieser
Anordnung darin, daß der Zeitkreiskond:ensator nach einer gewissen Arbeitszeit T
selbst den Ladevorgang so beeinflußt, daß die durch Leckwiderstände bedingten Störungen
mit Sicherheit ausgeschlossen werden.
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In Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel angegeben und zu seiner
Erläuterung in Fig. ¢ ein Potentialdiagramm gezeichnet. An die Stelle der Mischhexode
bzw. des Triodenteil-es dieser Mischhexode ist als sog. Steuerrohr eine Doppeltriode
D getreten, von der im Hinblick .auf andiene Aufgaben nur eine Hälfte benutzt wird.
Über dem Anodenwiderstand dieses Rohres liegt wiederum das EinstellpotentiometerS
an der positiven Sammelschiene, so daß das: Überschreiten des Steuerbereiches des
Steuerrohres wiederum eine Vergrößerung der einzelnen Ladestromstöße erzwingt. Als
zusätzliche Ladestromquelle für den Zeitkreiskondensator ist außerdem das sog. Rückkopplungsrohr
R vorgesehen. Das Gitter dieses Rohres, von dem in diesem Zusammenhang zuerst nur
der Triodenteil interessiert, ist ,an den Anodenpunkt AS des Steuerrohres unter
Zwischenschaltung einer Gleichspannungsquelle G angekoppelt. Betrachtet man das
Potentialdiagramm gemäß Fig. q., so sieht man, wie durch die Freigabe des Steuerrohres
das. Potential Aso der Anode AS während der Arbeitszeit relativ tief liegt. Mit
diesem Potential ist der sog. Ankopplungspunkt, d. h. das Gitter des Rückkopplungsrohres,
unter Zwischenschaltung der Gleichspannungsquelle gekoppelt, die so bemessen ist,
daß während der Arbeitszeit des Zeitkreises das. Rückkopplungsrohr R gesperrt bleibt.
Als zusätzliches. Hilfsmittel ist der Widerstand W vorgesehen, der direkt im Ladekreis
liegt, aber im Verhältnis zu den übrigen Widerständen dieses Kreises so klein ist,
daß :er: keinen Einfluß auf die Konstantstromladung dies Zeitkreiskondensators hat.
Die Ladestufen des Zeitkreiskondensators sind daher wiederum gleich groß. Das Potential
des Punktes P entsteht aber dadurch, das über das Potential des unteren Beleges
des Zeitkreiskondensators noch der Spannungsabfall in W in Form einer Spitze überlagert
wird; wie das in der stark ausgezogenen Kurve in Fig. q. dargestellt ist. Diese
Spitze bewirkt nun, daß auch plhasenmäßig der Ansprechpunkt des Steuerrohres genau
festgelegt wird, sobald in Fig.¢ vor der fünften Stufe der Punkt P gegenüber P'
negativ wird. Die damit bewirkte -Sperrung des Steuerrohres D _ läßt das Potential
Aso des Punktes AS ins Positive ansteigen und zieht über die Gleichspannungsquelle
Cro das Gitter des Rückkopplungsrohres mit sich. Abgesehen von der Wirkungsweise
dieses letzteren Rohres würden damit, wie in Fig. q. gestrichelt angedeutet, die
weiteren Ladestufen des Zeitkreiskondensators .erheblich vergrößert werden. Da jedoch
durch den Potentialverlauf des Ankopplungspunktes Ap das Rückkopplungsrohr freigegeben
und ein zusätzlicher Ladeweg für den Zeitkreiskondensator geschaffen wird, lädt
sich dieser in kurzer Zeit restlos auf. Der Ladevorgang ist durch die stark ausgezogene
Kurve für das Potential Po dargestellt. Er unterscheidet sich vom Potentialverlauf
ARo der Anode AR des Rückkopplungsrohres durch den Spannungsabfall, der über den
Anodenwiderstand des Rückkopplungsrohres entsteht.
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Die Maßnahmen, die in diesem zweiten Fall zur genaueren Bestimmung
des von dem Zeitkreis gelieferten elektrischen Steuerbefehles vorgesehen sind, betreffen
einmal die Verwendung des Steuerrohres, das auf Grund seiner Verstärkereigenschaft
die Potentialbewegung seines Gitters an seiner Anode AS entsprechend vergrößert
wiedergibt. Außerdem ist durch die gleichstromverstärkerartige Ankopplung des Rückkopplungsrohres
die gewonnene Verstärkung ausgenutzt, um durch eine zusätzliche Ladung ein einwandfreies
Kippen der gesamten Anordnung zu gewährleisten. Schließlich ist der Kippmoment innerhalb
der einzelnen Ladestufen eindeutig dadurch festgelegt, daß der Ladestromstoß als
Spannungsspitze am Widerstand W auf das steuernde Gitter P des Steuerrohres übertragen
wird. Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, daß in den Elementen W1, W3,
I(3, W", I(5 in Fig. 3 :ein Mittel angegeben ist, wie mit den im Rückkopplungsrohr
befindlichen Diodenstrecken der sog. Stufenimpuls SJ für das Laderohr in besonders
einfacher Weise erzeugt werden kann. Ein Eingehen auf Einzelheiten dieses Schaltungsteiles
ist aber in diesem Zusammenhang nicht nötig.
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In Fig. S der Zeichnung ist die Schaltung der Fig.3 in der Weise abgeändert,
daß auch das Potential der Kathode des Steuerrohres D auf der gemeinsamen Minusschiene
festgelegt ist. Da dem Zeitkreiskondensator I( über das Laderohr L keine
solche `ILadung zugeführt werden kann, daß sein unterer Beleg in den in diesem Fall
unter der Minusschiene liegenden Steuerbereich des Steuerrohres D@ kommt, wird die
in der Transformatorspule TI erzeugte Wechselspannung über die Diodenstrecken des
Entladerohres E gleichgerichtet und an dem Kondensator 1(o zum _Potential-des Zeitkreiskondensators
I( zugeschaltet. Die Synchronisierung wird hier
nicht durch die
Ladestromspitze wie in Fig. 3, sondern dadurch vorgenommen, daß dem Kondensator
zur Gleichspatinungserzeugun,.g sinusähnliche Stromstöße zugeführt werden, die an
dem Widerstand Oho einen entsprechenden Spannungsabfall erzeugen. Der Abgriff S
am Anodenwiderstand des Steuerrohres D zum Schirmgitter des Laderohres L hat wiederum
das Steigen der Impulse nach dem Ansprechen des Steuerrohres D zur Folge. Dieses
ist nun unter Zwischenschaltung einer zweiten aus der Transformatorwicklung T. gespeisten
Gleichspannungsquelle mit dem Rückkopplungsrohr R verbunden. Da die einzelnen Ladestromstöße
des Laderohres L von einem Schirmgitterstrom und einem störenden Spannungsabfall
am Anodenwiderstand des Steuerrohres begleitet sind, ist es zweckmäßig, das Gitter
des Rückkopplungsrohres nicht an die Anode, sondern an das Schirmgitter des Steuerrohres
anzuschließen, das ja von dem Hauptgitter dieses Steuerrohres mit beeinflußt wird
und unter einer geringen Einbuße des Verstärkungsgrades trotzdem die Potentialbewegung
der Anode des Steuerrohres mitmacht. Das Rückkopplungsrohr bewirkt wieder die endgültige
volle Aufladung des Zeitkreiskondensators, und zwar mit seinem Triodenteil. Der
Hexodenteil dient in einer hier nicht näher zu beschreibenden Anordnung zur Erzeugung
von Sonderimpulsen, die mittels des zweiten Gitters des Hexodenteiles von dem gesamten
Zeitkreis für die ,eingestellte Zeit freigegeben werden.
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Die gezeichneten Beispiele stellen nur Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
dar. Dieser lädt sich grundsätzlich bei allen Zeitkreisen mit Kondensatoren als
Energiespeicher benutzen, auch wenn der aussteuernde Beleg des Kondensators dabei
seine Potentiallage vom Minus- zum Pluspol verändert, also die Kathode des Laderohres
und die Anode des Entladerohres die Potentialbewegung des Punktes P mitmachen. Ebenso
lädt sich der Erfindungsgedanke benutzen in den Fällen, in denen zur Speisung des
Systems keine reine Gleichspannung, sondern gleichzeitig taktgebende Wechsel- oder
Wellenspannung verwendet werden.