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Anordnung zur Aus siebung eines bestimmten Spannungswertes aus einer
veränderlichen Gleichspannung Es tritt verschiedentlich die Aufgabe auf, aus einer
veränderlichen Gleichsp annung einen bestimmten Spannungswert bzw. einen bestimmten
engen Spannungsbereich auszufiltern. Dabei kann die veränderliche Gleichspannung
sowohl selbst Meßspannung als auch proportional einer anderen physikalischen Meßgröße
sein. So verwendet man vielfach bei Echolotanlagen zur Anzeige des Echos eine veränderliche
Gleichspannung, de ! renAmplitudenänderung proportional der Laufzeit des Lotimpulses
ist. Um bei solchen Echolot ; anlagen nur das reelle Echo zur Anzeige zu bringen,
wird von den auf dem leuchtschirm einer Braunschen Röhre erzeugten, als Lichtstriche
erscheinenden Echoimpulsen ein schmaler Bereich ausgeblendet, dessen Lage gelgenüber
einem Nullpunkt proportional der bei Ankunft des Echos erreichten Amplitude der
Gleichspannung und damit proportional der geloteten Entfernung ist. Diese Ausblendung
erfolgte bisher vorwiegend durch mechanische Blenden, die bei geringen Anforderungen
durchaus ausreichend waren. Derartige Blenden lassen sich aber dann nicht mehr verwenden,
wenn sie bei Auswanderung des Echos dem Schauzeichen automatisch nachgefiihrt werden.
sollen.
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Der bestimmt Spannungswert bzw. der hestimmte enge Spannungsbereich
einer veränderlichen Gleichspannung kann beispielsweise auch ein Maß für eine bestimmte
Stellung eines beweglichen Organs beispielsweise für eine hestimmte Stellung einer
drehharen Empfängerhasis sein. Es hesteilt dann die Aufgabe. beispielsweise diejenige
Stellung der drehbaren Empfängerbasis anzuzeigen. in der diese senkrecht zur Lotrichtung
bzw. zur kunftsrichtung eines Energiestrahles steht.
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Handelt es sich dabei nur um die Anzeige, so kann man diese Aufgabe
auch rvieder unter Verwendung mechanischer Mittel lösen. Soll jedoch beim Erreichen
eines bestimmten Spannungswertes. also beispielsweise heim Erreichen einer bestimmten
Stellung eines drehbaren Organs. ein Vorgang ausgelöst werden. der nach dem Überschreiten
des bestimmten Spannungswertes, also 4er bestimmten Stellung, wieder unterbrochen
wird, so ist man bei der Verwendung von mechanischen Alitteln auf Kontaktvorrichtungen
angewiesen. die aus mindestens zwei Kontaktstellen bestehen. Die eine der Kontaktstellen
wird heispielsweise beim Erreichen des bestimmten Spannungswertes VOII kleineren
Werten her eingeschaltet, während die andere beim Erreichen des hestimmten Spannungswertes
von größeren Werten her betatigt wird. NIs weiterer Nachteil einer derartigen Einrichtung
sind die den elektrischen Kontakten anhaftenden nachteile, wie beispielsweise Funkenabl>rand
und unganaues Arbeiten, anzusehen, IGm die aussiebung eines bestimmten Spannungswertes
bzw. eines bestimmten engen Spannungsbereiches aus einer veränderlichen Gleichspannung
auf elektrischem WEge zu erreichen. war man bisher auf die Zwischenverwendung einer
Wechselspannung angewiesen.
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Es wurde die veränderliche Gleichspannung in eine Wechselspannung
umgewandelt, deren Frequenz dem jeweiligen Wert der veränderlichten Gleichspannung
proportional war. ns dem ganzen Frequenzbereich der frequenzveränderlichen Wechselspannung
wurde dann mit Hilfe der bekannten Siebglieder eine bestimmte Frequenz, die dem
bestimmten Spannungswert der verändelrichen Gleichspannung entsprach, herausgesiebt.
Der Nachteil einer derartigen Einrichtung besteht darin, daß außer den Siebketten
noch ein besonderer Stromwandler erforderlich war. Benötigte man nun beispielsweise
für die Anzeige oder für die Betätigung eines Arbeitsrelais Gleichstrom, so mußten
weiterhin noch Gleichrichteranordnungen vorgesehen sein. Die ganze Anlage war also
sehr umfangreich. alle diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden,
daß die veränderliche Gleichspannung, aus der ein bestimmter Spannungswert bzw.
ein bestimmter schmaler Spannungsbereich ausgesiebt werden soll, dem Gitter einer
mit veränderbarer Gittervorspannung betriebenen Elektronenröhre zugeführt ist, deren
Anodenspannung kleiner als die größte auftretende positive Gitterspannung gewählt
ist.
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Der Einrichtung nach der Erfindung liegt ein bekannter physikalischer
Effekt zugrunde.
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Dieser Effekt und somit die Wirkungsweise der Einrichtung nach der
Erfindung soll an Hand der Abb. 1 naher erläutert werden. Die Abb. 1 zeigt den Verlauf
des anodenstroms einer gittergesteuerten Elektronenröhre in Abhängigkeit von der
Gitterspannung. Ist die Anodenspannung genügend groß. so erhält man die bekannte
Rörenkennlinie, die in der tbb. I mit I bezeichnet ist. Der anodenstrom erreicht
bei einer bestimmten Anodenspannungeine Sättigung. Vergrößert man nun auch die Gittervorspannung
derart. dal. das Gitter der Elektronenröhre gegenüber der Kathode eiii positives
Potential auwieist. so ginnt bei einer bestimmten Gittervorspannung ein Gitterstrom
zu fließen. Bei steigender Gittervorspannung wird dieser Gitterstrom größer, bis
schließlich alle von der Kathode ausgehenden Elektronen vom Gitter aufgefangen werden
und somit nicht mehr bis zur Anode gelangen. Der Anodenstrom siiikt also von seinem
Sättigungswert wieder bis auf den Wert Null ah. Dieser Teil der Röhrenkennlinie
ist in der Abb. 1 mit 2 bezeichnet, Der eben geschilderte Effekt läßt sich nun mit
Hilfe der bekannten Elektronenröhren nicht dadurch erreichen, daß man die Gittervorspannung
so weit vergrößert. daß sie denselben ÄVert erhält wie die Anodenspannung. Es würde
nämlicll lange vor dem erreichten Höchstwert das Gitter der Röhre verdampfen. Verfährt
man nun erfindungsgemä13 derart, daß man die Anodenspannung unter den für irgendeine
technische Elektronernöhre zulässigen Höchstwert der Gitterspannung herabsetzt,
so erhält man sehr viel früher das Absinken des Andoenstroms. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß der Anodenstrom vorher den Sättigungswert nicht erreicht hat. Man erhält für
eine bestimmte technische Röhre für den Verlauf des Anodenstroms beispielsweise
die in der Abb. 1mit 3 bezeichnete Isurve. Legt man also an das Gitter einer Elektronenröhre
eine veränderbare Vorspannung und gleichzeitig die veränderliche Gleichspannung,
so wird die Röhre nur für einen bestimmten Spannungsbereich durchlässig. Durch Verändern
der Gittervorspannung Iiantl man den Durchlaßbereich der Röhre verschieben. Die
Breite des Durchlaßbereichs ist außer von den technischen Daten der Röhre von der
Potentialdifferenz zwischen
Gitter und Anode abhängig. Ist das Gitter
positiv gegenüber der Anode und ist die Potentialdifferenz zwischen Gitter und Anode
groß, so ist der Durchlaßbereich gering. Man kann also erreichen, daß die Röhre
für einen bestimmten Spannungswert der angelegten veränderlichen Gleichspannung
durchlässig ist, der beispielsweise nur noch um t 0,5 Volt schwanken kann.
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In der Abb. 2 ist eine Anordnung nach der Erfindung beispielsweise
dargestellt. In dieser Abbildung ist 4 eine der bekannten gittergesteuerten Elektronenrohren,
an deren Gitter eine veränderbare Gittervorspannung liegt, die an einem Spannungsteiler
5 abgenommen wird, der an eine Gleichspannungsquelle 6 angeschlossen ist. Über einen
in den Gitterkreis der Röhre 4 eingeschalteten Widerstand 7 wird dem Gitter eine
veränderliche Gleichspannung zugeführt, aus der ein bestimmlter Spannungswert herausgesiebt
werden soll.
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Die Anodenspannung der Röhre 4, die von einem Spannungsteiler 8 geliefert
wird, ist derart gewählt, daß sie unterhalb der höchsten auftretenden positiven
Gitterspannung liegt.
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In den Anoden, kreis der Röhre 4 ist ein Arbeitsrelais 9 eingeschaltet,
das nur dann betätigt wird, wenn der durch den Durchlaßbereich der Röhre 4 gegebene
Spannungswert der veränderlichen Gleichspannung erreicht ist.
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In vielen Fällen wird der Anodenstrom nicht zur Betätigung des Arbeitsrelais
ausreichen, so daß eine Verstärkung erforderlich ist. Um nun eine Verstärkung überhaupt
zu ermöglichen, wird in Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens an das Gitter
der die Siebung des bestimmten Gleichspannungswertes vornehmen den Elektronenröhre
eine zusätzliche Wechselspannung zweckmäßig höherer Frequenz gelegt, deren Maximalamplitude
im Vergleich zu dem bestimmten Spannungswert klein ist. Dem Anodenstrom überlagert
sich somit im Durchlaßbereich eine Anodenwechselspannung, die zwecks Verstärkung
Verstärkerstufen zugeführt werden kann.
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In vielen Fällen wird man mit einer einmaligen Verstärkung auskommen.
In diesen Fällen ist es zweckmäßig, für die Siebung und für die Verstärkung eine
Duotriode zu venvenden. Die Anodenspannung des zur Siebung dienenden Elektrodensystems
der Duotriode wird dem Gitter des anderen, als Verstärker dienenden Elektrodensystems
zugeführt. Eine solche Anordnung ist in der Ablr. 3 beispielsweise dargestellt.
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In dieser Abbildung ist Io eine Duotriode, an deren erstes Elektrodensystem
vom Spannungsteiler 5 eine G i ttervorspannung über einen Widerstand 7 die veränderliche
Gleichspannung und weiterhin eine Gitterwechselspannung zugeführt wird. Die Anode
des ersten Elektrodensystems erhält über den kleinen Abschnitt 1 1 eines Spannungsteilers
eine niedrige Anodenspannung. Der Anodenwechselstrom dieser Anode wird über einen
Kondensator I2 dem Gitter des zweiten Elektrodensystems der Duotriode io zugeführt.
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Dieses zweite Elektrodensystem wird mit einer normalen Gittervorspannung
und mit normaler Anodenspannung betrieben. Die Anodenspannung wird von den Abschnitten
11 und I3 des Spannungsteilers geliefert. In der Anodenleitung des zweiten Elektrodensystems
ist das -Ärbeitsrelais 9 eingeschaltet. zu dem ein Kondensator 14 parallel geschaltet
ist, der für den AnodenwechseSlstrom einen \Rreg geringen Widerstandes darstellt.
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PATENTANSPRtSCHE I. Anordnung zur Aussiebung eines bestimmten Spannungswertes
bzw. eines bestimmten schmalen Spannungsbereiches aus einer veränderlichen Gleichspannung,
dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Gleichspannung dem Gitter einer mit
veränderbarer Gittervorspannung betriebenen Elektronenröhre zugeführt ist, deren
Anodenspannung kleiner als die größte auftretende positive Gitterspannunggewählt
ist.