DE809567C

DE809567C - Schaltung zur Frequenzregelung eines Roehrengenerators

Info

Publication number: DE809567C
Application number: DEP20531A
Authority: DE
Inventors: Eduard Herman Hugenholtz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1946-09-20
Filing date: 1948-11-04
Publication date: 1951-07-30
Also published as: FR956079A; SE140584C1; BE478053A; GB685991A; NL77909C; CH265988A; US2572343A

Description

Wird die Frequenz eines Röhrengenerators unter Zuhilfenahme von zwischen den Schwingungen dieses Generators und einer anderen einkommenden oder örtlich erzeugten Hilfsschwingung gebildeten Schwebungen geregelt, so erfolgt dies meistens unter Zuhilfenahme einer Regelspannung, die z. B. einem Schwebungsdiskriminator entnommen wird.

Es ist dabei ein Unterschied zu machen

ίο zwischen dem sogenannten Haltegebiet, d. h. dem zwischen zwei Grenzfrequenzen liegenden Bereich, innerhalb dessen der Generator der Hilfsschwingung zu folgen vermag, welches Gebiet von der maximalen Änderung der Regelspannung und der damit bedingten Abstimmänderung festgelegt wird, und dem sogenannten Fanggebiet, d. h. dem Frequenzbereich, innerhalb dessen beim Einschalten des Generators dieser mit Gewißheit unter Kontrolle der Hilfsschwingung kommen wird. Die Grenzen dieses Fanggebietes werden durch die Zeitkonstanten des Regelsystems bestimmt und werden häufig einander bedeutend näher liegen als beim Haltegebiet, was dann beim Einschalten zu unsicheren Ergebnissen führt.

Der Zweck der Erfindung ist, diesen Nachteil zu verringern, und das zu diesem Zweck erfindungsgemäß angewendete Mittel besteht im wesentlichen in einer zeitweisen künstlichen Erweiterung des Fanggebietes.

Mehr im Detail kann diese .erfindungsgemäß vorgesehene Erweiterung dadurch bewirkt werden, daß die Regelspannung selbsttätig über einen gewissen Bereich geändert wird, solange der Generator noch nicht im Tritt ist.

An Hand dreier in der Zeichnung in den Fig. ι, 2 und 3 dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.

Die in Fig. ι dargestellte Schaltung besteht im wesentlichen aus einer Mischröhre M und einer Generatorröhre O, deren Frequenz durch eine Hilfsschwingung geregelt werden soll; diese Hilfsschwingung wird in Form kurzer Impulse an eine Klemme ι angelegt und über einen Kondensator 2

ίο mit Ableitungswiderstand 3 dem Fanggitter 4 der Röhre M aufgedrückt. Die vom Oszillator O erzeugten Schwingungen, deren Frequenz z. B. gleich einer bestimmten höheren Harmonischen der dem Gitter 4 aufgedrückten Impulsfrequenz gemacht

»5 und gehalten werden muß, werden über einen Kondensator 5 dem Steuergitter 6 der Röhre M aufgedrückt. Dadurch entsteht im Anodenkreis dieser Röhre bei jedem Impuls ein Stromstoß, dessen integrale Größe vom Phäsenverhältnis zwi-

ao sehen den Impulsen und den gleichzeitig mit ihnen am Gitter 6 ankommenden Perioden der Oszillatorschwingung abhängt. Im Fall des Synchronismus wird dieses Phasenverhältnis konstant sein, und sonst wird es sich mit der Periodizität der Schwebungsf requenz ändern. Infolgedessen lädt sich ein in den erwähnten Anodenkreis eingefügter Kondensator 7 über einen Widerstand 8 bis zur Regelspannung auf, die dem Fanggitter 9 der Oszillatorröhre aufgedrückt wird und die Oszillatorfrequenz durch Phasenänderung der Rückkopplung regelt, sofern diese über einen zwischen der Anode 30 und dem Schirmgitter 31 der Röhre O eingeschalteten Kondensator 29 erfolgt. Die Zeitkonstante des Systems 7, & ist dabei derart gewählt, daß zwar die Schwebungsfrequenz, nicht aber die höhere Impulsfrequenz dem Gitter 9 aufgedrückt wird.

Die bisher beschriebene Schaltung ist als impulsgeregelter Oszillator bekannt und hat noch den eingangs erwähnten Nachteil beim Einschalten.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist über ein aus einem Widerstand 10 und einem Kondensator 11 bestehendes, Filter" mit dem Anodenkreis der Mischröhre M eine Diode D gekoppelt, deren positive Gleichrichtungsspannung über ein aus einem Widerstand 12 und einem Kondensator 13 bestehendes Filter dem Gitter 6 der Mischröhre M zugeführt wird. Die Zeitkonstanten dieses Systems sind dabei derart gewählt, daß nur die Schwebungsfrequenz die Spannung an der Diode D beeinflußt. Wird diese Spannung dem Gitter 6 aufgedrückt, so wird dieses Gitter ein langsam zunehmendes positives Potential annehmen, bis die Wirkung der Mischröhre infolgedessen geringer wird, was durch einen zwischen dem Kondensator 5 und dem Gitter 6 liegenden Widerstand 14 begünstigt wird. Darauf verschwindet die Spannung an der Diode D, worauf das Gitter 6 wieder negativ wird, und so weiter. .

Auf diese Weise entsteht an der Diode D und am Gitter 6 eine langsame Oszillation von der Größenordnung einiger Perioden in der Sekunde, wobei die dem Gitter 9 des Oszillators 0 aufgedrückte Regelspanriung praktisch zwischen den zwei äußersten Werten dieser Spannung wird wechseln können, so daß die Frequenz des Oszillators praktisch das ganze Haltegebiet durchlaufen kann; hier passiert sie notwendigerweise den Synchronisierpunkt langsam, wodurch das Intrittkommen gewährleistet ist. Sobald dies auftritt, verschwindet die Schwebungswechselspannung und hört somit auch die langsame Oszillation der Diodenspannung auf.

Eine ähnliche Wirkung ergibt sich mit der Schaltung nach Fig. 2, die im wesentlichen der Schaltung nach Fig. 1 entspricht, jedoch insofern einfacher als diese ist, als hier die Diode entfallen kann. Statt dessen ist die Mischröhre in einen Kreis eingefügt, der mit einer sehr niedrigen Frequenz oszillieren kann. Zu diesem Zweck ist die Anode 15 der Röhre O über einen Widerstand 16 und Kondensatoren 17 und 18 auf das Gitter 6 der Mischröhre M zurückgekoppelt. Solange der Oszillator noch nicht im Tritt ist, tritt infolge dieser Rückkopplung eine langsame Oszillation ein, bis der Synchronpunkt passiert wird. In diesem Augenblick tritt die schnell wirkende Regelung ein, wodurch die Anodenströme von M und 0 weiter konstant gehalten werden und die .erwähnte Oszillation aufhört. Diese fängt erst wieder an, sobald der Oszillator O aus dem Tritt fällt.

Der langsame Verlauf der erwähnten Oszillation ermöglicht es gewünschtenfalls, eine visuelle Anzeige des Umstands zu bewirken, daß der Generator im Tritt oder außer Tritt fällt, z. B. unter Zuhilfenahme eines Anzeigegerätes oder eines magischen Auges.

Fig. 3 stellt die Anwendung der Erfindung bei einer Schaltung mit einem sogenannten Schwe- ^lo° bungsdiskriminator dar, der mit BD bezeichnet und in an sich bekannter Weise zusammengesetzt ist und wirkt, was daher hier nicht näher erläutert zu werden braucht.

Die an der Klemme 1 ankommende Steuer-Schwingung ist in diesem Fall nicht, wie bei den Fig. ι und 2, als impulsförmig, sondern als im wesentlichen sinusförmig angenommen.

Die Schwebungen, die im Falle des Asynchronismus zwischen den Steuerschwingungen, und no denen entstehen, welche über die Koppefspulen 20 und 21 vom Oszillator O dem Diskriminator zugeführt werden, werden von letzterem in eine Regelspannung umgewandelt, die über ein .RC-Filter 22,23 dem Steuergitter 24 einer Reaktanzröhre R aufgedrückt wird. Letztere ist in bekannter Weise parallel zum Abstimmkreis LC des Oszillators O gelegt und ändert dessen Abstimmung unter dem Einfluß der dem Gitter 24 aufgedrückten Regelspannung. iao

Der Gitterkreis der Reaktanzröhre R enthält in Reihe mit dem Diskriminator BD die durch einen Kondensator 26 auf eine niedrige Frequenz, z. B. 100 Hz, abgestimmte Wicklung 25 eines Transformators. Das freie Ende der Wicklung 25 liegt «5 an einem Punkt negativen Potentials, das die

mittlere Vorspannung des Steuergitters 24 festlegt.

Die andere Wicklung 27 dieses Transformators ist über einen Widerstand 28 mit dem Anodenkreis der Röhre R verbunden, so daß diese Röhre mit der soeben erwähnten niedrigen Frequenz schwingen wird, solange der Synchronismus nicht erreicht worden ist. Sobald dies dagegen der Fall ist, wird dieses Selbstschwingen von der Regelspannung des Diskriminator unterdrückt, es sei denn, daß die Rückkopplung über den Transformator 25, 27 so kräftig wäre, daß die infolgedessen in der Wicklung 25 erzeugte Spannung über die Regelspannung dominieren würde. Es ist also dafür zu sorgen, daß diese Rückkopplung nicht zu stark gemacht wird. Dies und die Wirkungsweise der Schaltung als Ganzes kann unter Zuhilfenahme eines über die Wicklung 25 geschalteten Überwachungsgeräts, z. B. einer Neonlampe S, überwacht werden. Diese leuchtet auf, sobald der Oszillator aus dem Tritt fällt, und erlischt wieder bei wiederhergestelltem Synchronismus.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Frequenzregelung eines Röhrengenerators durch Interferenz mit einer Hilfsschwingung, dadurch gekennzeichnet, daß, solange der Generator nicht mit der Hilfsschwingung im Tritt ist, das Fanggebiet erweitert ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, solange der Generator nicht mit der Hilfsschwingung im Tritt ist, die den Schwebungen zwischen der Generator- und der Hilfsschwingung entnommene Regelspannung durch Anwendung einer positiven Rückkopplung im Regelsystem selbsttätig einer periodisehen Amplitudenänderung unterworfen wird.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Änderung der Regelspannung so groß ist, daß die Generatorfrequenz dabei nahezu das ganze Regelgebiet durchläuft.

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Generator- bzw. die Hilfsschwingung zwei-Gittern einer Mischröhre aufgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß, solange der Generator noch nicht im Tritt ist, einem dieser Gitter zudem eine langsam oszillierende Spannung aufgedrückt wird.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die langsam oszillierende Spannung der Gleichrichterspannung einer an den Anodenkreis der Mischröhre angekoppelten Diode entnommen wird.

6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aasgangskreis der Oszillatorröhre über ein .RC-Filter mit geeigneter Zeitkonstante zu einem der Eingangskreise der Mischröhre rückgekoppelt ist.

7. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gitter, dem die Regelspannung aufgedrückt wird, zudem eine Rückkoppelspannung niedriger Periodizität aufgedrückt wird.

8. Schaltung nach Anspruch 7, bei der die Frequenzregelung unter Zuhilfenahme einer Reaktanzröhre erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß deren Anodenkreis mittels eines abgestimmten Niederfrequenztransformators mit ihrem Eingangskreis gekoppelt ist, in dem zugleich das die Regelspannung liefernde System liegt.

9. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, an welcher erkennbar ist, ob der Generator im Tritt oder außer Tritt gefallen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 929 7.