DE753804C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung saegezahnfoermiger Stromkurven - Google Patents

Description

AUSGEGEBENAM 31. OKTOBER 1951

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g 'GRUPPE

T 45259 VIIIc12ig

Patentiert im Deutschen Reich vom 4. Mai 1935 an Patenterteilung bekanntgemacht am 17. August 1944

Für die Ablenkung des Kathodenstrahles in einer Braunschen Röhre mit Hilfe von Ablenkspulen ist es bekannt, sägezahnförmige Stromkurven mit Hilfe des Selbstinduktionskoeffizienten der Ablenkspule und mit Hilfe des Eigenschwingungsvorganges des aus der Ablenkspule und einer zu ihr parallel liegenden Kapazität oder der Eigenkapazität der Spule gebildeten Schwingungskreises herzustellen. Diese bekannte Schaltung besteht darin, daß parallel zu der Ablenkspule zwei Stramzweige vorhanden sind, von denen der eine eine Gleichspannungsquelle sowie eine Dreipolröhre enthält und der andere eine Gleichspannungsquelle der gleichen Größe sowie eine Zweipolröhre. Diese Schaltung arbeitet derart, daß während der ersten Hälfte der langen Sägezahnflanke der Spulenstrom über die Gleichspannungsquelle und die Zweipolröhre fließt, Die Dreipolröhre ist während dieser ersten Hälfte stromlos. Während der zweiten Hälfte der langen Sägezahnflanke fließt der Spulenstrom über die Dreipolröhre, und die Zweipolröhre ist während dieser Zeit stromlos.

Es ist ferner bereits bekannt, aus Gründen,

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Robert Andrieu, Berlin

die hier nicht interessieren, in den Zweig der Zweipolröhre noch eine Spannungsquelle einzuschalten, die kleiner ist als die Spannungsquelle im Zweige der Dreipolröhre. Diese Schaltung arbeitet, wie erst später erkannt wurde, in grundsätzlich anderer Weise als die obengenannte, nämlich derart, daß die Zweipolröhre während beider Hälften der langen Sägezahnflanke Strom führt. Die ίο Dreipolröhre erzwingt während der zweiten Hälfte der langen Sägezahnflanke einen Strom über die Zweipolröhre.

Es ist auch an anderer Stelle bereits eine Schaltung vorgeschlagen worden, die sich.von der zuletzt genannten bekannten Schaltung nur dadurch unterscheidet, daß die Dreipolröhre durch eine Röhre mit Schirmgitter ersetzt ist. Die Zweipolröhre führt auch hier während beider Hälften der langen Sägezahnflanke Strom, so daß auch hier die Zweipolröhre während der zweiten Hälfte der langen Sägezahnflanke stromdurchlässig ist. Es ist nun weiterhin vorgeschlagen worden, dem Steuergitter der Schirmgitterröhre eine sägezahnartige Spannungskurve zuzuführen, an Stelle der rechteckförmigen Spannung, die im bekannten Falle benutzt werden kann. Diesem Vorschlag lag die Absicht zugrunde, den Ohmschen Widerstand der Ablenkspule zu berücksichtigen und zu verhindern, daß während der Dauer der langen Sägezahnflanke die Gleichspannung, die an der Ablenkspule liegen muß, um einen zeitproportionalen Stromanstieg hervorzurufen, absinkt. Ein solches Absinken wäre nämlich deshalb zu befürchten, weil man sich den Ohmschen Widerstand der Ablenkspule als einen mit einer widerstandslosen Spule in Reihe geschalteten Ohmschen Widerstand vorstellen kann und weil der im Verlauf der zweiten Hälfte der langen Sägezahnflanke ansteigende Spulenstrom einen proportional ansteigenden Spannungsabfall an dem in Reihe liegenden Ohmschen Widerstand hervorrufen muß. Durch eine sägezahnförmige Spannung am Steuergitter der Schirmgitterröhre kann man aber ein derartiges Absinken der an der widerstandslosen Spule liegenden Gleichspannung verhindern. Läßt man nämlich den Anodenstrom der Schirmgitterröhre schneller ansteigen als den Spulenstrom, so kann der Spannungsabfall, welchen der Zweipolröhrenstrom an dem inneren Widerstand der Zweipolröhre erzeugt, den die Nichtlinearität des Sägezahns hervorrufenden Spannungsabfall des Spulenstromes an dem Spulenwiderstand kompensieren.

Die Erfindung setzt eine Schaltungsanordnung voraus, bei der unter Ausnutzung des Selbstinduktionskoeffizienten einer Drosselspule und der Eigenschwingungsdauer des aus dieser Drosselspule und einer parallel zu ihr liegenden Kapazität oder ihrer Eigenkapazität gebildeten Schwingungskreises sowie unter Verwendung sägezahnartiger Spannungskurven am Steuergitter der Röhre, die den Strom für die Drosselspule liefert, sägezahnförmige Stromkurven in der Drosselspule erzeugt werden, und hat das Kennzeichen, daß die Steilheit der länger dauernden Flanken der sägezahnartigen Spannungskurven derart bemessen wird, daß der Anodenstrom der Röhre mit derselben Steilheit ansteigt wie der Spulenstrom.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert: In Abb. 1 bedeutet 10 eine Röhre, 11 ihre Anodenspannungsquelle, 12 ein Ablenkspulenpaar und 13 einen Gleichrichter, der zusammen mit einer weiteren Spannungsquelle 14 von geringerer Spannung als 11 dem Spulenpaar parallel geschaltet ist.

Die Wirkungsweise dieser bekannten Schaltung soll an Hand der Abb. 2, welche den zeitlichen Verlauf der am Gitter der Röhre 10 auftretenden Spannung U_g und den zeitlichen Verlauf des Anodenstromes J_a sowie des Stromes /_s in der Spule 12 darstellt, erläutert werden. Im Zeitpunkt t₀ besitzt die Spannung U_g einen endlichen Wert, welcher in der Rohre 10 den Anodenstrom /„ hervorruft. Der Anodenstrom fließt zunächst über die Spannungsquelle 14 und den Gleichrichter 13, so daß an der Drosselspule 12 eine konstante Spannung, nämlich diejenige der Spannungsquelle 14, liegt, wenn man den inneren Widerstand des Gleichrichters 13 vernachlässigt. Die konstante Spannung an der Drosselspule 12 bringt einen linearen Stromanstieg in der Drossel hervor, der so lange andauert, wie die Röhre 10 stromdurchlässig ist. Zur Zeit t_t verschwindet die Gitterspannung U_g, und der Stromdurchgang durch die Röhre 10 wird infolgedessen gesperrt. Die Drosselspule 12 beginnt nun freie Schwingungen auszuführen, so daß der Strom in der Drossel sich sinusförmig ändert. Die Spannung an der Drossel hat während dieser Zeit die umgekehrte Richtung wie während der Zeit t₀, J₁, sie stellt also eine Sperrspannung für den Gleichrichter 13 dar. Nachdem die erste Halbschwingung stattgefunden hat, also vom Zeitpunkt i₂ an, würde der Strom in der Drossel wenigstens dem Vorzeichen nach wieder denselben Differentialquotienten besitzen wie in der Zeit i₀, t_r Es würde also wie in der Zeit t₀, j die untere Klemme der Drossel positiv gegenüber ihrer oberen sein. Diese Spannung wird jedoch, sobald sie die Gegenspannung 14 überwiegt, was kurze Zeit nach dem Zeit- iao punkt J₂ der Fall ist, durch den Gleichlichter kurzgeschlossen, so daß dann wieder ein

linearer Stromverlauf in der Drosselspule, dessen Neigung durch die Größe der Spannung 14 bestimmt ist, stattfinden muß. Vor dem Zeitpunkt t_s. wird nun die Röhre 10 wieder stromdurchlässig gemacht, so daß über den Zeitpunkt t₃ hinaus (in dem bei der Gitterspannung Null der Gleichrichter 13 stromundurchlässig werden würde) ein Stromanstieg in der Drossel stattfindet, wie für die Zeit i₀, t_x beschrieben.

Durch den obenerwähnten Vorschlag, an Stelle der Spannung U_g eine sägezahnformige Spannung zu verwenden, sollte nun auch noch der Ohmsche Widerstand der Drosselspule 12, der bei der Erklärung gemäß Abb. 2 vernachlässigt ist, berücksichtigt werden. Der Vorschlag ging »ämlich dahin, die Amplitude der Sägezahnspannung derart zu bemessen, daß der Strom /„ schneller ansteigt als der Strom /_s, so daß der Spannungsabfall an dem Ohmschen Widerstand der Drosselspule, der mit zunehmendem Strom zunimmt, durch die Abnahme des Spannungsabfalls an der Zweipolröhre, die ja einen mit wachsendem Strom abnehmenden Innenwiderstand besitzt, kompensiert wird und in der Drosselspule somit eine in höherem Grade lineare Stromänderung erzielt wird.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß man bei geeigneter Konstruktion der Ablenkspule den Ohmschen Widerstand vollkommen vernachlässigen kann und infolgedessen auch nicht sägezahnformige Spannungskurven gemäß dem älteren Vorschlag anzuwenden braucht. Dagegen wird gemäß der Erfindung die Anwendung sägezahnförmiger Spannungskurven* im Gitterkreis der Röhre 1*0 aus einem anderen Grunde und vor allem mit anderen quantitativen Verhältnissen, d. h. mit einer anderen Steilheit der langer dauernden Flanken bei gleicher Charakteristik der Röhre 10 vorgeschlagen. Die Steilheit 'der länger dauernden Flanken der Sägezahnspannung soll nämlich gemäß der Erfindung derart gewählt werden, daß der Anodenstrom T_a der Röhre 10 mit derselben Steilheit (also nicht mit einer größeren wie gemäß dem älteren Vorschlag) ansteigt, wie sie für den Anstieg des Spulenstromes gewünscht ist. Diese neue technische Regel bringt den Vorteil mit sich, daß die Anodenspannungsquelle II eine geringere Strombelastung erfährt als bei der bekannten Anordnung und selbst eine geringere als bei Anwendung der Sägezahnkurvenform gemäß dem älteren Vorschlag. Dies soll an Hand der Abb. 3 noch erläutert werden, welche den Anodenstromverlauf gemäß dem vorliegenden und dem älteren Vorschlag sowie gemäß der bekannten Anordnung darstellt.

Für den Fall rechteckiger Spannungsimpulse im Gitterkreis der Röhre 10, also für den Fall der Gitterspannung U_g nach Abb. 2, ändert sich der Anodenstrom so, wie durch die Rechteckkurve J_a dargestellt. Von diesem Anodenstrom fließt der Anteil /_s über die Spule 12, der Anteil J_s über den Gleichrichter 13. Gemäß dem älteren Vorschlag sollte die Amplitude der Sägezahnspannung derart bemessen werden, daß der Anodenstrom nach der Kurve // anstieg, wobei dann der Anteil Jg über den Gleichrichter 13 fließen sollte. Der vorliegende Vorschlag geht dahin, den Anodenstrom gemäß der Kurve J_a" ansteigen zu lassen, so daß also nur mehr die konstante Differenz J_s" zwischen den Kurven J₀" und und /_s über den Gleichrichter fließt. Die Abb. 3 zeigt, daß in diesem Fall die Anodenspannungsquelle 11 eine geringere Strombelastung erfährt als selbst in dem Fall gemäß dem älteren Vorschlag (nämlich um den durch die Differenz der Ordinaten // und //' gegebenen Betrag) und auch eine viel geringere Strombelastung als gemäß der bekannten Anordnung. Überdies ist gemäß dem neuen Vorschlag der durch den Gleichrichter 13 fließende Strom und somit auch der an ihm auftretende Spannungsabfall konstant.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Stromkurven unter Ausnutzung des Selbstinduktionskoeffizienten einer Drosselspule und der Eigenschwingungsdauer des aus dieser Drosselspule und einer parallel zu ihr liegenden Kapazität oder ihrer Eigenkapazität gebildeten Schwingungskreises sowie unter Verwendung sägezahnartiger Spannungskurven am Steuergitter der Röhre, die den Strom für die Drosselspule liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit der langer dauernden Flanken der sägezahnartigen Spannungskurve derart bemessen wird, daß der Anodenstrom der Röhre mit derselben Steilheit ansteigt wie der Spulenstrom.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden:

   Britische Patentschrift Nr. 400 976.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 1926 10. $1