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Kippschwingungsgerät zur Erzeugung von Sägezahn-oder Impulsspannungen
niedriger Frequenz Die Erfindung betrifft ein Kippschwingungsgerät zur Erzeugung
von Sägezahn- oder Impulsspannungen niedriger Frequenzen durch Auf- und Entladen
eines Kondensators. Es ist an sich bekannt, Sägezahn- oder Tmpulssl)annungen zu
erzeugen, bei denen ein Kondensator mit gewünschter Zeitkottstanteeittmaligocierl>eriodisch
auf- und entladen wird. Die Auslösung der Schaltungen erfolgt bei den bekannten
Anordnungen durch gasgefüllte Ionenröhren, z. 13. Glimmlampen oder Gastrioden,
oder auch durch Schaltungen mit Elektronenröhren. Es ist ferner bekannt, die Auslösung
mechanisch mit gesteuerten Nockenschaltern durchzuführen.
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Abgesehen von dem Röhrenaufwand haben die bekannten Schaltungen eine
Reihe von Nachteilen. Die Entladung des Kondensators kann beispielsweise bei Verwendung
einer Glimmlampe nur im Bereich zwischen Zünd- und Löschspannung vor sich gehen.
Auch weisen die Entladekreise eine gewisse Hochohmig'keit auf, wodurch die Entladezeit
begrenzt wird. Bei der Anwendung von Ionen-oder Elektronenröhrenschaltungen liegt
jeweils der Heizfaden auf Kippotential, wodurch hinsichtlich der Spannungssicherheit
und Abschirmung ein größerer Aufwand bedingt ist. Während man für höhere Frequenzen
auf die Verwendung dieser Röhrenschaltungen angewiesen ist, kann man erfindungsgemäß
zur Erzeugung niederer Frequenzen wesentlich einfachere Schaltungen verwenden.
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Die Erzeugung der Sägezahn- oder Impulsspannungen erfolgt erfindungsgemäß
dadurch, daß ein Kondensator in an sich bekannter Weise über einen Widerstand aufgeladen
wird, während die Entladung durch ein mechanisches Relais bewirkt
wird.
Die wesentlichen Vorteile des Relais bestehen in der grundsätzlichen Vermeidbarkeit
von Röhren sowie in der Möglichkeit der Steuerung weiterer Kreise durch Anbringung
weiterer Kontakte. In einer Ausführung der Erfindung wird die Wicklung eines polarisierten
Relais mit Wechselkontakt und einseitiger Ruhelage hochohmig parallel zum Kondensator
gelegt. Wird der Kondensator über einen im Verhältnis dazu niederohmigen Widerstand
aufgeladen, so wird das Relais bei Erreichung einer bestimmten Kondensatorspannung
ansprechen. Während die Entladezeit in den Röhrenkreisen durch deren inneren Widerstand
begrenzt ist, kann man durch die Relaiskontakte einen Kurzschluß des Kondensators
und damit eine plötzliche Entladung erreichen. Zur Schonung der Kontakte wird man
jedoch zweckmäßig einen kleinen Widerstand in den durch den Relaiskontakt eingeschalteten
eigentlichen Entladekreis schalten. Ein Teil der Relaiswicklung liegt in diesem
Entladekreis, damit das Relais wähend der Entladung gehalten wird.
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Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß man auch, die Kippschaltungen
gemäß der Erfindung dadurch umgestalten kann, daß Lade- und Entladekreis vertauscht
werden.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird bei Entladung des Kondensators
durch das Relais der Ladekreis abgetrennt. Es besteht auch die Möglichkeit, in den
Ladestromkreis eine weitere Wicklung des Relais zu schalten, die in entgegengesetzter
Richtung vom Strom durchflossen wird wie die Wicklungen im Entladekreis.
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Es wurde schon erwähnt, @daß der Kreis, in welchem die Relaiswicklung
liegt, die bei einem bestimmten Ladezustand des Kondensators anspricht, sehr hochohmig
sein muß. Erfindungsgemäß kann man diesen Kreis dadurch noch wesentlich hochohmiger
machen, daß man vor die auslösende Wicklung des Relais eine Glimmlampe schaltet.
So verbindet man den Vorteil der vollständigen Ruftrennung des Entladekreises in
den an sich bekannten Schaltungen mit der erfindungsgemäßen Schaltung der niederohmigen
Entladungen nach der Auslösung mittels des Relaiskontaktes.
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Derartige Schaltungen eignen sich besonders zur Erzeugung einer sägezahnförmigen
Zeitablenkungsspannung niedriger Frequenz für Elektronenstrahloszillographen, z.
B. bei der Anwendung in der Elektromedizin oder in der Telegraphietechnik. Mit derartigen
Schaltungen kann man auch Impulse erzeugen, die aus Rufhell- oder Verdunkelungsspannungen
auf den Wehnelt-Zylinder von Braunschen Röhren gegeben werden.
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Besondere Vorteile bietet die erfindungsgemäße Anordnung dadurch,
daß eine solche Kippschaltung zur Steuerung weiterer Kippschaltungen dienen kann.
Ordnet man beispielsweise im Entladekreis die Wicklung eines Hilfsrelais an, so
kann dessen Kontakt weitere Kippschaltungen steuern. Dient die erste Schaltung als
Zeitablenkung, so kann man mit einer zweiten Schaltung, die an sich mit bestimmter
Frequenz selbständig schwingt, Zeitmarken, z. B. durch Aufhellung des Elektronenstrahls,
erzeugen. Sollen die Zeitmarken jedoch aufeinander fallen, so muß nach Ablauf der
Zeitlinie die zweite Schaltung jeweils unterbrochen und neu ausgelöst werden. Erfindungsgemäß
wird dieses dadurch erreicht, daß der Kontakt des Hilfsrelais die vollständige Entladung
des Kondensators einer zweiten an sich selbständig schwingenden Kippschaltung bewirkt.
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Auch zur Erzielung der sogenannten Mehrzeilenschrift ist die erfindungsgemäße
Anordnung geeignet. Man erreicht dies beispielsweise dadurch, daß die im Entladtkreis
der Zeitablenkschaltung angeordnete Wicklung eines Hilfsrelais einen Kontakt betätigt,
der eine Schaltung zur stufenweisen Veränderung der Abfenkspannung der Meßplatte
steuert.
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Die Erfindung ist in den Bildern t bis 4 näher erläutert, wobei Bild
i die einfachste Schaltung mit Abtrennung des Ladekreises, Bild 2 eine Schaltung
mit Kompensationswicklung, Bild 3 eine Schaltung mit Glimmlampe und Bild 4 eine
Schaltung mit zwei Kippschwingungsgeräten darstellt.
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In der Schaltung nach Bild i wird an den Punkten i und 2 eine Gleichspannung
von beispielsweise 500 V abgenommen. tlber den veränderbaren Widerstand 3
und den Ruhekontakt 4 wird der Kondensator 5 aufgeladen. Parallel zum Kondensator
5 liegen die Wicklungen 6 und 7 eines Relais in Reihe mit dem Widerstand 8, der
vorzugsweise hochohmig ausgebildet ist. Ist ein bestimmterLadezustand des Kondensators
5 -erreicht; so wird das Relais durch den Strom durch die Wicklungen 6 und 7 ansprechen
und den Ruhekontakt 4 auftrennen sowie den Arbeitskontakt 9 schließen. Dadurch liegt
über diesen Kontakt 9 parallel zum Kondensator 5 ein niederohmiger Widerstand io,
über den der Kondensator 5 schnell entladen wird. Das Relais hält sich über die
Wicklung 6, die niederohmig ist. Nach der Entladung fällt das Relais ab, der Kontakt
4 wird erneut geschlossen, und der Kondensator 5 kann sich wieder aufladen. Die
so entstehende Sägezahnspannung kann an den Klemmen i i und 12 abgenommen werden.
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In Bild 2 liegt in Reihe mit dem Ladewiderstand 3 eine Kompensationswicklung
13, die in entgegengesetzter Richtung vom Strom durchflossen wird, wie die Wicklungen
6 und 7. Dadurch wird der Trennkontakt 4 eingespart, und es ist nur ein Arbeitskontaktg
erforderlich. Sägezahnspannungen können zwischen den Klemmen i i und 12, Impulsspannungen
zwischen den Klemmen 14 und 12 abgenommen werden.
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Bild 3 enthält zwei weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung.
"\n Stelle des Ladewiderstandes 3 ist zur Erzielung einer linearen Ablenkungsspannung
eine Elektronenröhre 15 vorgesehen, der Ladestrom wird in an sich bekannter Weise
durch Einstellung der Gitterspannung im Kathodenwiderstand 16 geregelt. Das Schirmgitter
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erhält seine Spannung von dem Spannungsteiler aus den Widerständen 18 und i9. Statt
des Widerstandes 8 liegt in Reihe mit der hochohmigen Wicklung 7 eine Glimmlampe
20, so daß bei der Rufladung des Kondensators die parallel liegenden Kreise einerseits
durch die Glimmlampe 2o, andererseits durch den Arbeitskontakt 9 völlig aufgetrennt
sind.
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Bild 4 zeigt zwei gekoppelte Schaltungen gemäß der Erfindung. Die
erforderliche Gleichspannung wird an den Klemmen 21 und 22 zugeführt. Der Kondensator
23, der vorzugsweise veränderbar ist, wird über die Röhre 24 aufgeladen, deren Strom
in dem Kathodenwiderstand 25 eingestellt werden kann. Das Schirmgitter 26 erhält
seine Spannung aus dem Spannungsteiler mit den Widerständen 27 und 28. Im Ladekreis
liegt die Hilfswicklung 29 des Auslöserelais der ersten Schaltung. Die Entladung
wird ausgelöst über die Glimmlampe 30, mit der die hochohmige Auslösewicklung 21
des Relais der ersten Schaltung in Reihe geschaltet ist. Die Entladung erfolgt über
das Hilfsrelais 32 und die niederohmige Wicklung 33 des ersten Relais nach Einschaltung
des Arbeitskontaktes 34. Die Sägezahnspannung kann an den Klemmen 35 und 36 abgenommen
werden. Der Kondensator 37 einer an sich selbständig schwingenden Kippschaltung
wird über den veränderbaren Widerstand 38 aufgeladen. In Reihe mit dieseln Widerstand
liegt die Hilfswicklung 39 des Auslöserelais der zweiten Schaltung. Die Entladung
wird ausgelöst über die Glimmlampe 40 und die Wicklung 41 des zweiten Relais. Die
Entladung des Kondensators 37 erfolgt nach Betätigung des Kontaktes 42 durch die
Wicklung 43 des zweiten Relais.
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Die zweite Kippschaltung wird in der Regel mit einer höheren Frequenz
schwingen als die, erste Schaltung. Um nach Beendigung einer Kipperiode der ersten
Schaltung eine Vorbereitung der zweiten Schaltung zu erhalten, hat das Hilfsrelais
32 einen Kontakt 44, der den Kondensator 37 über einen im Verhältnis zu allen anderen
Kreisen sehr niederohmigen Widerstand 45 entlädt. Die Aufhellungsspannung wird in
diesem Fall einem Transformator 46 an den Klemmen 47 und 48 entnommen. Sie wird
in der Wicklung 49, die im Entladekreis liegt, erzeugt. Legt man die Wicklung So
in den Entladekreis der Zeitablenkspaanung, so kann man bei geeigneter Polung auch
eine Spannung gewinnen, die den Elektronenstrahl bei Rücklauf der Zeitlinie sperrt.