DE832028C

DE832028C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Spannung mit saegezahnfoermigem und/oder rechteckigem Verlauf

Info

Publication number: DE832028C
Application number: DEC1882A
Authority: DE
Inventors: Alarie Allen; Brian Cliffor Fleming-Williams
Original assignee: AC Cossor Ltd
Current assignee: AC Cossor Ltd
Priority date: 1944-05-04
Filing date: 1950-08-02
Publication date: 1952-02-21
Also published as: US2494865A; GB577663A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1952

C 1882 VIIIcI21 g

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Spanung mit sägezahnförmigem und/oder rechteckigem Verlauf mittels eines Röhrenverstärkers, bei dem ein Punkt des Anodenkreises über ein Differentiationsglied an einen Punkt von konstantem Potential angeschlossen ist und dessen Eingangsspannung von diesem Differentiationsglied derart abgeleitet ist, daß ein im wesentlichen linearer Anstieg der Spannung an der Rölirenanode besteht.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen Widerstand, über den die Spannung am Differentiationsglied an das Eingangsgitter des Röhrenverstärkers gelegt ist, mittels eines Stromkreises, in welchem ein solcher Spannungsabfall am Widerstand besteht, daß die Röhre vor dem Eintreffen eines der Einleitung eines Spannungsanstiegs dienenden Zündimpulses eine sperrende Vorspannung erhält, und durch einen weiteren Strom- .»° kreis, an den der Zündimpuls angelegt ist, der die Vorspannung in einem solchen Maße übersteigt, daß bei seinem Auftreten in der Röhre ein Strom zu fließen beginnt.

Fig. τ der Zeichnung zeigt ein Schaltschema einer «5 Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, die an

einer Ausgangsklemme infolge des Eintreffens eines Zündimpulses einen linearen Spannungsanstieg mit sägezahnförmigem Verlauf und an der anderen Ausgangsklemme einen Spannungsanstieg mitrechteckigem Verlauf erzeugt;

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Schaltungsanordnung für die Zuführung des Zündimpulses an die in Fig. ι dargestellte Schaltung.

In Fig. ι ist die Röhre V eine Pentode, z. B. ίο die Röhre EF 50 der Mullard Radio Valve Company.

Im folgenden werden beispielsweise Werte für die in Verbindung mit dieser Röhre zur Herstellung einer Schaltung benutzten Elemente gegeben, die zur Erzeugung von Spannungskippschwingungen mit einer Dauer in der Größenordnung von 100 Mikrosekunden geignet sind. Diese Werte sind:

Ri= 2^ Kiloohm R 2 = 20

"J

R 4 = 500

RS = 250
R 6 = 50

^ 7 ⁼ 5

Ci= 200 Pikofarad

C 2 = 0,1 Mikrofarad C 3 = 0.005

Angenommen ist eine positive Netzspannung von 280 Volt und eine negative Netzspannung von 150 Volt.

Im stabilen Zustand der Schaltung ist die Röhre V stromlos. Die Diode Z) 1 ist leitend und hält das Anodenpotential der Röhre /■' auf einem durch den Gleitschieber des Potentiometers R 1 bestimmten Wert. Die Dioden D 2, D 3 und D 4 sind ebenfalls leitend. Die Diode D 2 schließt einen Weg von der positiven Leitung über den Widerstand R 3 zur Erde, die Diode /) 4 einen solchen von der negativen Leitung über die Widerstände R 5 und R 6 zur Erde und die Diode D 3 schließlich einen Weg von der positiven Leitung ül>er die Widerstände Λ*3, R2 und Rz zur negativen Leitung. Die Ströme werden etwa folgende Werte halxni:

Strom durch R 3 = 2,8 m.\ R 2 = 0,4 - R β = ο. 16 -

Das Anodenpotential der Diode l> 2 wird in der Nähe des Erdpotentials und damit oberhalb des Bereiches der Arbeitspotentiale -des Steuergitters der Röhre V liegen, die während der Potentialkippschwingung der Anode erreicht werden. Das Anodenpotential der Diode D 3 wird etwa 8 Volt negativ sein, und die Röhre V ist daher durch den am Widerstand R 2 aufrechterhaltenen Spannungsabfall auf einen Wert jenseits des Sperrpotentials vorgespannt.

Da die Röhre V keinen Strom führt, befindet sich ihr Schirmgitter auf dem Potential der positiven Leitung.

Der stabile Zustand wird durch die Anlegung j eines positiven Zündimpulses an die Klemme T 1 I gestört. Dieser Impuls kann eine Dauer von etwa ι Mikrosekunde haben und muß eine genügende Energie aufweisen, um den Kondensator C 3 schnell aufzuladen. Es soll angenommen werden, daß die Amplitude und die Dauer des Zündimpulses genügen, um den Kondensator C 3 über den Kondensator C 2 und die Diode D 4 auf ein Potential von + 12 Volt aufzuladen an Stelle von etwa — 8 Volt. auf die er im stabilen Zustande aufgeladen war. Dadurch wird die Diode /) 3 stromlos, und die Diode U 4 wird ebenfalls unterbrochen, sobald der Zündimpuls beendet ist.

Wenn die Diode D 3 stromlos ist. springt das Steuergitterpotential der Röhre i' infolge des Zusammenbruches des Spannungsabfalls am Widerstand R 2 auf einen weniger negativen Wert, und der Anodenstrom beginnt zu fließen. Als Folge des Stromflusses durch den Widerstand R 4 wird an diesem Widerstand ein Potentialabfall auftreten, und dieser Potentialabfall wird über den Kondensator C ι dem Gitter der Röhre V zugeführt werden. Gleichzeitig wird dieser Potentialabfall die beiden Dioden D 1 und D 2 sperren.

Der Anfangswert des Anodenstromes der Röhre /·' ist nahezu gleich der Summe aus dem Strom, der durch den Widerstand R 3 (2,8 mA) geflossen ist. und dem Strom, der durch den Widerstand R 4 und die Diode /) 1, z. H. 0.1 mA, geflossen ist. Die Potentiale von Anode und Steuergitter nehmen automatisch geeignete Werte zur Erzielung dieses Anodenstromes an.

Es folgt ein Zeitabschnitt, während dem das Anodenpotential eine lineare Kippschwingung abwärts durchführt. Inzwischen hebt sich das Steuergitterpotential etwas, so daß der Anodenstroin fortlaufend um den kleinen Betrag steigt, der erforderlich ist, um einen konstanten Strom von 2,8 mA durch den Kondensator C 1 zusätzlich zu dem kleinen, aber stetig ansteigenden Strom aufrechtzuerhalten, der durch den Widerstand R 4 fließt, wenn das Anodenpotential fällt. Während dieses Zeitabschnittes wird der Schirmgitterstrom praktisch konstant etwa 1 mA betragen, wodurch ein Anfaivgsabsinken des Schirmgitterpotentials von etwa 5 Volt hervorgerufen wird.

Der Kondensator C" 1 und der Widerstand R 3 bilden ein Differentiationsglied, das zwischen die Anode der Röhre \⁷ und die positive Leitung gesdhaltet ist, und nachdem jetzt die Dioden D 2 und D 3 stromlos sind, wird das Steuergitterpotential von der Leistung des Differentiationsgliedes abgeleitet, und dieses ist daher gleich der Spannung am Widerstand R 3.

Die Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators Ci wird näherungsweise mit der Entladungsgeschwindigkeit iilxreinstimmen, die er haben würde, wenn er in Reihe mit einem Widerstand, der G'-mal so groß wäre als der Widerstand R 3, an eine Gleichspannungsquelle geschaltet wäre, die G-mal die Spannung der positiven Leitung hätte, wobei C der Verstärkungsfaktor der Röhre /' als Verstärker in der vorliegenden Schaltung ist. Die Kippschwingung des Anodenpotentials wird daher nahezu linear sein.

Wenn das Anodenpoteritial auf etwa -j- ι Volt gefallen ist. kann die Röhre V den Entladungsstrom des Kondensators C" ι nicht mehr aufrechterhalten. Das Steuergitterpotential steigt rlaher plötzlich auf Erdpotential an. und die Diode /) 2 läßt wieder Strom durch. Der Schirmgitterstrom der Röhre V steigt schnell auf etwa _»o m.\, wodurch ein scharfer Abfall des Sehirmgitterpotentials um etwa 100 Volt entsteht.

Die Potentiale aller Elektroden der Röhre V bleiben nun konstant, bis wieder Strom durch die Diode /) 3 zu Hießen beginnt. Der bis dahin verstreichende Zeitabschnitt wird ausschließlich durch ilen über den Widerstand R 5 fließenden Ladungsstrom des Kondensators C 3 bestimmt. Von der j Sperrung der Diode ." 4 am Ende des Zündinipulses an hat sich der Kondensator C 3 ül>er den Widerstand R 5 entladen, und zwar exponentiell von + 12 Volt in Richtung auf — 150 Volt. Wenn seine

ao Ladung durch XuIl geht, wird die Diode/) 3 wieder leitend, und der Strom in der Röhre V wird ziemlich allmählich unterbrochen. Das Anodenpotential \ der Röhre Γ kehrt dann exponentiell in Richtung auf das Potential der positiven Leitung zurück, bis j es den durch den Gleitschieber am Potentiometer R ι i lx'stimmten Wert erreicht. Wenn der Strom in der Röhre Γ unterbrochen ist. nimmt das Potential des Schinngitters wieder das der positiven Leitung an. Die Schaltung kehrt auf diese Weise in den stabilen Zustand zurück.

Man sieht, daß das Potential der Klemme 7' 2 am Anfang des an die Klemme T 1 gelegten Zündimpulses einen kleinen plötzlichen Abfall hat und daß es hierauf linear fast auf Erdpotential absinkt.

Das Potential der Klemme T 3 erleidet am Anfang des Zündpotentials einen Abfall von etwa 5 Volt und bleibt dann nahezu konstant, bis das Potential der Klemme 7 2 nahezu Erdpotential erreicht hat; hierauf fällt das Potential der Klemme T 3 plötzlieh um 100 Volt und bleibt dann konstant für einen Zeitabschnitt, der durch die Entladungsbedingungen des Kondensators C 3 l>estimmt ist. Die Rückläufe der Potentiale an den Klemmen T 2 und T 3 auf die Anfangsbedingungen sind jedoch weder plötzlich noch linear.

Wenn die erste Spannungsstufe der Klemme T 3 störend ist, so wird der Ausgang dieser Klemme /.weckmäßig über einen Begrenzer geführt, so daß nur der letzte Teil der Spaiinungsstufe benutzt wird.

Eig. 2 zeigt eine abgeänderte Anordnung, die an die Stelle der Glieder D 4 und R 6 der Fig. 1 treten kann. Der Zweck dieser Anordnung ist die Begrenzung der Leistuugsanforderung an die Zünd-(|uelle. die an die Klemme T ι angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung sind der Widerstand R 5 und der Kondensator C 3 so angeordnet, daß sie für eine Triodenröhre V 1 eim· Kathodenbelastung bilden, und die Zündimpulse werden von der Klemme T 1 über den Kondensator C 2 dem (litter dieser Röhre zugeführt.

Die Röhre I' 2 ist durch ihre Vorspannung unterbrochen, wenn sich die Schaltung im stabilen Zustand befindet, ebenso wie die Röhre V der Fig. 1 durch ihre Vorspannung unterbrochen ist. Die Vorspannung wird durch den Widerstand R 8 geliefert, der etwa densell>en Wert hat wie der Widerstand R 2 und über den Gitterableitungswiderstand R 9 an das Gitter gelegt ist.

Die Zündimpulse sollten positiv gerichtet sein. Wenn ein Zündimpuls zugeführt wird, wird die Röhre / 2 leitend gemacht, und ihr Anodenstrom lädt den Kondensator C 3 auf. Wenn der Kondensator C" 3 genügend aufgeladen ist, um die Diode D 3 abzuschalten, wird die Schaltung in derselben Weise arl>eiten. wie dies bereits unter Bezugnahme auf Fig. ι beschrieben wurde.

Claims

Patentansprüche:

ι. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Spannung mit sägezahnförmigem und/oder rechteckigem Verlauf mittels eines Röhrenverstärkers (V). bei dem ein Punkt des Anodenkreises über ein Differentiationsglied (Ci,/? 3), an einen Punkt von konstantem Potential angeschlossen ist und dessen Eingangsspannung von diesem Differentiationsglied derart abgeleitet ist, daß ein im wesentlichen linearer Anstieg der Spannung an der Röhrenanode 1>esteht. gekennzeichnet durch, einen Widerstand (R 2), über den die Spannung am Differentiationsglied (C 1, R 3) an das Eingangsgitter des Röhrenverstärkers (V) gelegt ist, mittels eines Stromkreises (R 3, R 2, Z) 3, R 5), in weichemein solcher Spannungsabfall am Widerstand (R 2) besteht, daß die Röhre (V) vor dem Eintreffen eines der Einleitung eines Spannungsanstiegs dienenden Zündimpulses eine ioo sperrende Vorspannung erhält, und durch einen weiteren Stromkreis (C 2. D 4, C 3), an den der Zündimpuls angelegt ist, der die Vorspannung in einem solchen Maße übersteigt, daß l>ei seinem Auftreten in der Röhre ein Strom zu fließen beginnt.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichrichter (D 2) von dem an das Differentiationsglied angrenzenden Ende des Widerstandes' (R 2) zu einer Stromquelle geschaltet ist, deren Spannung etwas über jener liegt, welche am Eingangsgitter der Röhre während des Spannungsanstiegs an der Röhrenanode erreicht wird.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (D 3) zwischen das - Eingangsgitterende des Widerstandes (R 2) und eine Stromquelle gelegt ist, deren Spannung unter der Sperrspannung des (jitters liegt.
4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Gleichrichter (D 3) eine Impedanz (R 5) geschaltet ist, an der bei jedem Zündimpuls zur Überwindung der Vorspannung der Verstärkerröhre eine Spannung erzeugt wird.
5· Schaltanordnung nach Anspruch^ dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (R 5) im Kathodenkreis einer weiteren Glühkathodenröhre (V 2) liegt, an deren Gitterkreis die Zündimpulse angelegt werden (Fig. 2).
6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Glühkathodenröhre (V 2) eine Sperrvorspannung aufweist. wenn sich die Schaltung in ihrem stabilen Zustand befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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