DE834149C - Elektronenroehren-Schaltung - Google Patents
Elektronenroehren-SchaltungInfo
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- DE834149C DE834149C DEN1160A DEN0001160A DE834149C DE 834149 C DE834149 C DE 834149C DE N1160 A DEN1160 A DE N1160A DE N0001160 A DEN0001160 A DE N0001160A DE 834149 C DE834149 C DE 834149C
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Röhrenschaltungen, die eine Anzahl stabiler Betriebszustände
besitzen und die mittels eines in geeigneter Weise zugeführten Impulszeichens von einem stabilen Betriebszustand
in einen anderen stabilen Betriebszustand umgesteuert werden können. Solche Glühkathodenröhrenumsteuerschaltungen,
die zwei stabile Betriebszustände besitzen, sind bekannt. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, Umsteuerschaltungen
dieser allgemeinen Bauart darzustellen, die drei bzw. mehr stabile Betriebszustände besitzen.
Solche Schaltungen, die beispielsweise drei stabile Gleichgewichtszustände besitzen, finden in Binärziffermaschinenschaltungen
Anwendung, in welchen die Ziffern ο und 1 durch Impulszeichen entgegengesetzter
Polarität dargestellt werden, während die Abwesenheit eines Impulszeichens an einer Zifferstelle
eine Störung des Gerätes anzeigt.
Um eine Umsteuerschaltung zu erhalten, die eine Mehrzahl stabiler Betriebszustände aufweist, werden
bei der vorliegenden Erfindung bestimmte Eigenschaften von Verstärkerschaltungen angewandt, in
welchen spannungsabhängige bzw. nichtlineare Rückkopplungsschleifen enthalten sind, die nur innerhalb
bestimmter Bereiche des Spannungspegels des Ausgangszeichens wirksam sind.
Gemäß einem Erfindungsmerkmal ist eine mindestens drei stabile Betriebszustände aufweisende elektrische
Umsteuerschaltung vorgesehen, die aus einem direkt gekoppelten Verstärkungsglied, dessen Ausgangsimpulse
eine bekannte Beziehung zu ihren Eingangsimpulsen haben, und zwei positiv wirkenden
Rückkopplungsschleifen besteht, die so geschaltet sind, daß sie in Abhängigkeit von Ausgangsimpulsen
mit zwei verschiedenen Arbeitspegeln, die über und unter einem Ausgangsnennpegel liegen, eine positiv
wirkende Rückkopplung ergeben, wodurch die Schaltung mittels eines Eingangszeichens so betrieben
werden kann, daß dieselbe entsprechend einem Ausgangspegel, der zwischen den genannten Grundarbeitspegeln
liegt bzw. entsprechend Ausgangspegeln, ίο die über dem oberen bzw. unter dem unteren der
genannten Grundarbeitspegel liegen, einen innerhalb einer Mehrzahl stabiler Betriebszustände annimmt.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind eine weitere positiv wirkende Rückkopplungsschleife, die
so geschaltet ist, daß sie in Abhängigkeit von einem Ausgangsimpuls, ausgehend von einem ihm zugeordneten
Primärarbeitspegel, wirksam wird, der über dem oberen der genannten Grundarbeitspegel liegt,
und eine negativ wirkende Rückkopplungsschleife vorgesehen, die so geschaltet ist, daß sie, wenn der
Ausgangsimpuls einen ihm zugeordneten Sekundärausgangspegel, welcher zwischen dem oberen Grundausgangspegel
und dem genannten Primärausgangspegel liegt, erreicht, der in diesem Augenblick wirksamen,
positiv wirkenden Rückkopplungsschleife entgegenwirkt.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist bzw. sind eine oder mehrere weitere positiv wirkende
Rückkopplungsschleifen, die so geschaltet sind, daß sie in Abhängigkeit von Ausgangsimpulsen an einem
noch höher liegenden, ihnen zugeordneten Primärausgangspegel bzw. mehreren fortschreitend höher
gestaffelten, ihnen zugeordneten Primärausgangspegeln wirksam werden und eine ebenso große Anzahl
weiterer negativ wirkender Rückkopplungsschleifen vorgesehen, deren Schaltung so ist, daß dieselben bei
einem bzw. mehreren Sekundärarbeitspegel bzw. -pegeln wirksam werden, deren jeder zwischen zweien
der genannten Primärarbeitspegeln liegt. Jede Rückkopplungsschleife wirkt so, daß sie die
algebraische Summe der bereits in der Schaltung befindlichen Rückkopplungen übersteigt, d. h. die
Einbeziehung einer positiven Rückkopplungsschleife in die Schaltung erfolgt so, daß die Summe derselben
über die ganze Schaltung größer als 1 ist, während die Einbeziehung einer negativen Rückkopplungsschleife in die Schaltung so erfolgt, daß die Gesamtsumme
der Rückkopplung über die ganze Schaltung kleiner als 1 ist.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist eine zumindest drei stabile Betriebszustände aufweisende
elektrische Umsteuerschaltung vorgesehen, die aus einer direkt gekoppelten Verstärkerschleife, deren
Ausgangsimpulse in bekannter Beziehung zu ihren Eingangsimpulsen stehen, ferner aus mindestens zwei
positiv wirkenden Rückkopplungsschleifen, die so geschaltet sind, daß sie in Abhängigkeit von Ausgangsimpulsen
an fortschreitend höher gestaffelten, ihnen zugeordneten Primärarbeitspegeln wirksam werden,
die alle über einem Nennausgangspegel liegen, und einer bzw. mehreren negativ wirkenden Rückkopplungsschleifen
besteht, die so geschaltet sind, daß sie an einem bzw. mehreren Sekundärarbeitspegeln
wirksam werden, die so liegen, daß jeweils ein Sekundärarbeitspegel zwischen zwei danebenliegenden Primärarbeitspegeln
liegt.
Es ist klar, daß die verschiedenen vorher im einzelnen erwähnten Primär- und Sekundärarbeitspegel
ebensogut auch so gelegt werden können, daß diese sowohl unter als auch über dem Nennausgangspegel
liegen.
Das Wesen der Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung
gegeben ist, klarer verständlich, die sich auf eine erfindungsgemäße Umsteuerschaltung bezieht,
die im wesentlichen zwei direkt gekoppelte, hintereinandergeschaltete Verstärker und eine kontinuierlich
positiv wirkende Rückkopplungsschleife besitzt, die zwischen dem Ausgang des zweiten Verstärkers
und dem Eingang des ersten Verstärkers liegt. Die Anwesenheit des zweiten Verstärkers ist für die
Wirksamkeit der Erfindung im Prinzip nicht wesentlich; derselbe ist jedoch als praktisches Hilfsmittel
in Form eines Phasenumkehrers vorgesehen, um das positiv rückgekoppelte Zeichen bei einem geeigneten
Gleichstrompegel zu erhalten.
Fig. ι zeigt ein Blockschema der Umsteuerschaltung.
Af1 und Af2 sind direkt gekoppelte, phasenumkehrende
Verstärker, deren jeder mit einen negativ wirkenden Kopplungsscheinwiderstand Zx ausgestattet
ist; der Ausgangspunkt P des Verstärkers M1 ist mit
dem Eingang des Verstärkers M2 über einen Ausgangsscheinwiderstand
Zx verbunden. Die positiv wirkende Rückkopplung wird dadurch erhalten, daß der Ausgangspunkt
Q des Verstärkers M2 mit dem Eingang des Verstärkers M2 über Scheinwiderstände Zy1, Zy2,
Z'yx und Z'y2 verbunden ist. Diese Scheinwiderstände
ergeben spannungsabhängige, positiv wirkende Rückkopplungsschleifen, wobei die Größe der Scheinwiderstände
von der Ausgangsspannung Q abhängig ist; sie können hinsichtlich ihres Wertes in Abhängigkeit
von der Spannung am Punkt Q entweder eine endliche oder eine unendliche Größe annehmen; die positiv
wirkenden Rückkopplungsschleifen können als spannungsverzögert angesehen werden. Spannungsverzögerte
negativ wirkende Rückkopplungsscheinwiderstände Zx1, Zx2, Z'X1 und Z1X2 sind zwischen
den Ausgang und den Eingang des Verstärkers Af1
geschaltet. no
Es wird nunmehr erläutert, was passiert, wenn die Scheinwiderstände Zy1, Zy2, Z'y\ und Z'y2 unendlich
groß sind. Der weitere Kopplungsscheinwiderstand Zx ist so gewählt, daß er im Vergleich mit dem Ausgangsscheinwiderstand
des Verstärkers M1 einen hohen Wert hat und daß er die ursprünglich in diesem Verstärker
herrschenden Bedingungen nicht verändert. Die Verstärker Af1 und M2 sind so konstruiert, daß
unter diesen Bedingungen die Widerstände Zx1, Zx2,
Z1X1 und Z'X2 unendlich groß sind und über den Kopp- 120 ■
lungsscheinwiderstand Zx kein Strom in den Verstärker Af2 hineinfließt. Dies entspricht einem stabilen
Zustand, nämlich dem Ruhezustand. W'enn dem Verstärker
Af1 ein Eingangszeichen zugeführt wird, welches die Spannung am Punkt P verändert und welches
die Spannung am Punkt Q infolgedessen um einen
wesentlichen Betrag verändert, wird in Zy1, Zy2, Z'yx
und ZJy2 ein endlicher Scheinwiderstand wirksam werden. Es wird angenommen, daß die Spannung
am Punkt Q sich in positiver Richtung verändert hat und daß als Ergebnis dessen der Scheinwiderstand Zy1
einen endlichen Wert annimmt. In diesem Fall wird eine durchgehende Rückkopplungsschleife über den
ganzen Stromkreis gebildet; durch geeignete Wahl der Werte Zx, Zy1 und durch entsprechende Wahl
ίο des Verstärkungsgrades der Verstärker kann die Gesamtverstärkung
über die Schleife positiv und größer als ι gemacht werden. Die Spannung bei Q wird
infolgedessen durch die Rückkopplungswirkung der Schaltung weiter positiv getrieben und die Spannung
am Punkt Q wird sich, wenn keine Maßnahme getroffen wird dies zu verhindern, in derselben Richtung
ändern, bis der eine oder andere der Verstärker, wenn die Spannung bei Q sich an dem neuen Pegel stabilisiert
hat, übersteuert ist. In der gleichen Weise kann ein mit Hilfe eines geeigneten Eingangszeichens ausgelöster
erstmaliger negativläufiger Spannungswechsel bei Q die Schaltung durch die Rückkopplungswirkung
über den Scheinwiderstand Z'yx in einen stabilen Zustand
versetzen, in welchem die Spannung bei Q in bezug auf den Ruhepegel einen negativen Pegel einnimmt.
Dieser Vorgang wird jedoch begrenzt, bevor eine Übersteuerung der Verstärker eintritt, um die Ausgangsspannungspegel
in den umgesteuerten Stabilitätszuständen der Schaltung genau festzulegen. Diese
Begrenzung wird durch eine der weiteren negativ wirkenden, spannungsabhängigen Rückkopplungsimpedanzen
Zx1, ZX2, Z1X1 und Z'χ 2 erreicht, die jeweils
dann einen endlichen Wert annimmt, wenn sich die Spannung am Punkt P um einen gegebenen Betrag
ändert. Die Scheinwiderstände Zx1 und Zx2 sind so
gewählt, daß dieselben einen endlichen Wert annehmen, wenn die Spannung am Punkt P sich um einen
gegebenen Betrag in einer Richtung geändert hat, während die Scheinwiderstände Z1X1 und Z'X2 so gewählt
sind, daß dieselben im Fall einer Spannungsänderung einer bestimmten Größe in umgekehrter
Richtung wirksam werden. Die auf diese Weise ausgelöste negativ wirkende Rückkopplung vermindert
den Verstärkungsgrad des Verstärkers Af1 in einem
genügenden Ausmaß, um den Gesamtverstärkungsgrad kleiner als 1 zu machen; eine weitere Änderung
der Spannung am Punkt P bzw. Q wird infolgedessen verhindert, und die Schaltung ist in diesem Zustand
vollkommen stabil.
Die Wirkungsweise der in der Fig. 1 dargestellten Schaltung wird nunmehr unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben.
Die Scheinwiderstände Zx1, Zx2 und Zyx,
Zy2 wirken bei Ausgangspegeländerungen in einer Richtung, während die anderen Scheinwiderstände
Z1X1, Z'x2, Z'yx und Z'y2 im Fall von Ausgangsp'egeländerungen
in entgegengesetzter Richtung wirksam werden.
Fig. 2 stellt die Änderung des sich ergebenden Rückkopplungsstromes
i am Eingang des ersten Verstärkers M1 dar, wenn die Ausgangsspannung Vp durch
die Zuführung eines Eingangszeichens, welches als Strom betrachtet werden kann, der dem Eingangspunkt zugeführt bzw. von diesem abgeführt wird,
zum Eingang des Verstärkers Af1 veranlaßt wird, sich
zu ändern. Die Spannung Vp wird hinsichtlich ihrer Größe proportional und hinsichtlich ihrer Richtung
entgegengesetzt dem Vorzeichen der Ausgangsspannung am Punkt Q gerichtet sein; eine dieser Spannungen
kann dazu benutzt werden, den umgesteuerten Zustand der Schaltung anzugeben und infolgedessen
die statische Form der mittels der Schaltung aufgezeichneten Nachricht darzustellen.
Wie oben beschrieben, besteht ein stabiler Zustand der Schaltung dann, wenn der Eingangsstrom gleich
O ist und Vp sich an einem Nennausgangspegel befindet,
der als einem Nulleingang entsprechend festgelegt ist, und der in diesem Beispiel gleich O ist, da
die negativ wirkenden Rückkopplungsimpedanzen Zx1, Zx2, Z1X1, Z'x2 und die positiv wirkenden Rückkopplungsimpedanzen
Zy1, Zy2, Zy1 und Z'y2 auf Grund
der sich aus der Rückkopplung ergebenden Gittervorspannungen, die dazu benutzt werden, die Arbeitsspannungen dieser Schleifen festzulegen, in der Tat
unendlich groß sind. Ein Eingangs- bzw. Zeichen- 8g strom !,„, der nunmehr jdem Eingang zugeführt wird,
wird einen Rückkopplungsstrom ijb auslösen, der
in der Rückkopplungsschleife fließt und den Eingangsstrom neutralisiert. Dieser Zustand hält an, solange
der Verstärkungsgrad des Verstärkers sehr hoch ist. Dieser Rückkopplungsstrom wird in diesem Zustand
der Schaltung nur durch den Rückkopplungsscheinwiderstand fließen und in diesem einen Spannungsabfall
Zx ijb auslösen, der sich als endlicher Wert
von Vp darstellt.
Die Beziehung zwischen deni Strom iib und der
Spannung Vf folgt nunmehr der Linie O-A in Fig. 2
und besteht weiter, bis Vp den Wert Vp1 erreicht,
d. h. den oberen Grundarbeitspegel. Die Spannung am Punkt Q, welche über dem Arbeitspegel des Schein-Widerstandes
Z^1 liegt, ist dann gleich —Vp1. Der
gesamte Rückkopplungsstrom ifb teilt sich nun
zwischen den Scheinwiderständen Zx und Zy1. Der
Rückkopplungsstrom durch den Scheinwiderstand Zy1 hat jedoch eine entgegengesetzte Richtung zu demjenigen,
der durch den Scheinwiderstand Zx fließt, wobei beide von dem Punkt Q abgeleitet sind und
wobei der Scheinwiderstand Zy1 einen kleineren Wert
aufweist als der Scheinwiderstand Zx und die Wirkung so sein wird, als wenn eine" positiv wirkende Rück- no
kopplung stattfinden würde, so daß die Beziehung zwischen Vp und i}b nunmehr der Kurve AB folgt,
deren Neigung sich aus der Addition des Kurvenastes OA zu dem fallenden Ast der punktierten Kurve
AB ergibt, die die Änderung des Rückkopplungsstromes im Scheinwiderstand Zy1 mit der Spannung
darstellt.
Das Ansteigen der Größe Vp von Vp1 aus entlang
der Kurve A B erfolgt durch Aufschaukelung selbsttätig und wird sich infolgedessen so lange fortsetzen, iao
bis am Punkt B die Sekundärarbeitsspannung Vp2
des Scheinwiderstandes Z^1 erreicht wird, worauf der
Scheinwiderstand Z^1 zur Wirkung kommt, und zwar
parallel zu Zx und Zy1. Die Änderung des Rückkopplungsstromes
in Zx1 mit der Spannung folgt der ias
punktierten Kurve b. d. Die Wirkung dieses zu den
Scheinwiderständen Zx und Zy1 hinzugefügten Scheinwiderstandes
ist die, daß der Kurve Rückkopplungsstrom — Spannung eine noch mehr positive Neigung
gegeben wird. Beim Nichtvorhandensein irgendeiner Änderung des Stromes »,·„ findet der ganze Übergang
von A über B und C zum Punkt S sprungartig statt, was dieselbe Wirkung hat, als wie wenn die Änderung
längs der punktierten Linie ^4-S des Diagramms stattfinden
würde. Am Punkt S sind die Zustände wiederum stabil, wobei dieselben durch einen Gleichgewichtszustand
zwischen dem Eingangsstrom t,„ und dem
Gesamtrückkopplungsstrom ijb gekennzeichnet sind.
Wenn dieser Zustand erreicht ist, und wenn iin weiterhin
erhöht wird, so daß iß den Punkt D erreicht,
entsprechend Vp = Vp3, wird die Primärarbeitsspannung
Vp3 des Scheinwiderstandes Zy2 erreicht,
und es findet ein weiterer Sprung statt, der den Scheinwiderstand Zx2 zur Wirkung bringt und der in der
Schaltung die Zustände auslöst, die am Punkt T der
ao Kurve herrschen.
Wenn nun andererseits mit dem Zustand der Schaltung, der durch den Punkt S gekennzeichnet ist,
begonnen wird, wird iin erhöht, und ifb und Vp
folgen der durch die LinieD-B dargestellten Beziehung,
as bis am Punkt B die Arbeitsspannung des Scheinwiderstandes
Zx1 durchlaufen ist, in umgekehrter Richtung, so daß dieses Scheinwiderstandsschleifenstück
unwirksam wird. Die Zustände der Schaltung wechseln nun sprunghaft auf diejenigen, die durch
den Punkt U der Kurve dargestellt sind, wobei die Vorgänge beim Übergang von A nach S gleich dem
oben beschriebenen Vorgang sind, während jedoch in diesem Fall sich die Wirkung daraus ergibt, daß
die Rückkopplungsschleifen nacheinander wirken können.
Der soeben beschriebene negativläufige Vorgang kann auf den positivläufigen Vorgang ausgedehnt
werden, wobei jede Stufe in der negativläufigen Folge durch die Einschaltung der im negativen Sinn rückbeeinflußten
Impedanzteile Z1X1, Z'X2, Z'yx und Z'y2
dargestellt wird.
Es ist zu sehen, daß die Schaltung fünf stabile Zustände umfaßt, die durch die positiv geneigten
Linienzüge C F' E', D' C B', A'OA1 BCD und EFG
gekennzeichnet sind. Innerhalb jedes dieser Bereiche werden die in der Schaltung ausgelösten Zustände
durch den Wert des Eingangsstromes iin bestimmt,
der größenordnungsmäßig gleich dem Strom yb und
diesem entgegengesetzt gerichtet ist. Damit die Schaltung als Umsteuerschaltung arbeitet, ist Vorsorge
getroffen, daß jeder dieser Bereiche den Zustand iß gleich O mit einschließt, so daß bei Abwesenheit
eines Umschaltimpulses die Schaltung in irgendeinem der den Punkten F', C, O, C und F der Kurve entsprechenden
Zustände stabil sein wird. Jeder dieser Punkte stellt einen Wert von Vp dar, der den betreffenden
stabilen Zustand kennzeichnet. Entsprechende Veränderungen des Eingangsstromes können,
wie oben angegeben, die Schaltung Von irgendeinem dieser stabilen Zustände in irgendeinen anderen
Zustand derselben versetzen.
Bei einer Schaltung dieser Art ist es in vielen Fällen ratsam, den Zustand O in bezug auf über dem Ruhepegel
liegende Zustände als Normalzustand zu behandeln, auf welchen die Schaltung nach Gebrauch
zurückgeführt wird. Es kann auf diese Weise erreicht werden, daß die Schaltung aus jedem Zustand, in
welchem sie sich gerade befinden kann, durch Außerbetriebsetzung der Rückkopplungsschleife Q in diesen
Nullzustand zurückversetzt wird. %
Eine Ausführung des Systems nach Fig. 1 in der Praxis ist in Fig. 3 dargestellt. Die beiden direkt
gekoppelten Verstärkerstufen werden durch Röhren V1 und V3 gebildet; mit diesen Röhren hängen Kathodenverstärkerstufen
F2 und V4 zusammen, die
jeweils bei niedrigem Scheinwiderstand Ausgangsimpulse aus den Verstärkerstuien zur Verfügung
stellen. Die Kathodenspannungen der Röhren V2 und F4 rühren von einer geeigneten negativen Potentialquelle
her, während die Kathoden der Röhren F2 und F4 die Ausgangspunkte bilden, von welchen
die Spannungspegel, die mittels der Umsteuerschaltung erzeugt werden, abgegriffen werden. Dem Verstärker
F1 wird über den Widerstand R 6, der die Kathode der Röhre F2 mit dem Gitter der Röhre F1
koppelt, eine direkte negativ wirkende Rückkopplung gegeben; eine gleiche direkte negativ wirkende Rückkopplung
stellt der Widerstand R ig in bezug auf den Verstärker V3 dar. Die spannungsabhängigen, positiv
wirkenden Rückkopplungsschleifen werden dadurch gebildet, daß das Gitter von F1 über Dioden D3 und
D4 mit Punkten verbunden ist, die geeignete Gleichspannungspotentiale
aufweisen und deren Potential sich im gleichen Rhythmus wie die Kathodenspannung
der Röhre F4 ändert. Für die Verstärkerstufe F1
bilden Dioden D1 und D2, die das Gitter der Röhre F1
mit an entsprechenden Gleichspannungen liegenden Punkten verbinden, deren Potential sich gleichzeitig
mit demjenigen der Röhre F2 ändert, spannungsabhängige,
positiv wirkende Rückkopplungsschleifen. Der Ausgang der Verstärkerstufen F1 und F2 ist mit
dem Eingang der Verstärkerstufen F3 und F4 über
einen Widerstand R 13 verbunden.
Im Ruhezustand ist die Spannung an der Kathode der Röhre F2 (Punkt P der Fig. 1) im wesentlichen
dieselbe wie die Spannung am Gitter der Röhre V1,
die sich beispielsweise auf —2VoIt einstellen wird.
In gleicher Weise wird sich die Gitterspannung der Röhre V3 ebenso auf etwa —2 Volt einstellen, und es
wird infolgedessen kein Strom durch den Kopplungswiderstand R 13 fließen. Keine der beiden Dioden
wird infolgedessen leiten.
Wenn ein endlich kleiner Strom + Δ Ι nunmehr
dem Gitter der Röhre F1 zugeführt wird, wird die Kathodenspannung der Röhre F2 sich um einen Betrag
— R 6 · Δ I ändern, um diese Änderung auszugleichen. Die sich daraus an dem Kopplungswiderstand
R 13 ergebende Potentialdifferenz wird infolgedessen das Zufließen eines Stromes von
— R6- Δ I
R 13
zum Gitter der Röhre F3 zur Folge haben, der seinerseits
wieder in der Kathode von V4 eine Spannungs-
(+ R6- Δ I) ■ R ig , , ,,,
änderung von hervorrufen wird.
Wenn die Widerstände R 6, R 13 und R 19 unter sich
größenordnungsmäßig gleich sind, werden die Spannungen der Kathoden von F2 und F4 sich infolgedessen
im Gegentakt ändern. Wenn der Spannungsabfall Δ I ■ R ία. die Sperrspannung am Widerstand
R 24 (5 Volt) überschreitet, die der Diode D4 zugeführt
wird, wird dieselbe leitend, und der Strom wird in positiv wirkendem Rückkopplungssinn zum
Gitter der Röhre F1 fließen. Wenn die Anordnung
so getroffen wird, daß der Widerstand R 21 in der positiv wirkenden Rückkopplungsschleife gleich
1I10Rb ist, dann wird unter diesen Bedingungen
der Verstärkungsgrad von der Kathode der Röhre F4 zur Kathode der Röhre F2 gleich 10 sein. Dies bedeutet,
daß in diesem Fall ein positiver Verstärkungsgrad vorhanden ist, der, über die ganze Schaltung
gemessen, größer als 1 ist, und daß die Spannung an der Kathode von F4 infolgedessen fortfährt, sich
in positiver Richtung zu ändern, und die Spannung an der Kathode von F2 fortfährt, sich in negativer
Richtung zu ändern. Diese Änderung setzt sich fort, bis die Spannungsänderung an der Kathode der
Röhre F2 die Sperrspannung am Widerstand R 12
(etwa 30 Volt) übersteigt und die Diode D1 veranlaßt wird, leitend zu werden. Der Verstärkungsgrad der
Stufen F1 und F2 wird dann beträchtlich vermindert,
und die positive Rückkopplungswirkung wird abgestoppt, wobei sich die Schaltung in einem stabilen
Zustand befindet.
Wenn ursprünglich dem Gitter der Röhre F1 ein
negativer Strom zugeführt worden wäre, würde eine ähnliche Wirkung eingetreten sein, jedoch würde in
diesem Fall die Diode D3 leitend geworden sein,
woraus sich eine positiv wirkende Rückkopplung ergeben hätte, wenn die an dem Widerstand R 27
anliegende Sperrspannung durch die negative Ausschwingung der Kathodenspannung der Röhre F4
überstiegen worden wäre, und die Diode D2 würde leitend geworden sein, wodurch eine Rückkopplungsbegrenzung
erzielt worden wäre, wenn die Spannung an der Kathode von F2 sich in genügendem Maße
in positiver Richtung geändert haben würde, um die Sperrspannung am Widerstand R 9 zu übersteigen.
Wenn die Schaltung auf einen der oben beschriebenen Zustände umgesteuert ist, kann dieselbe durch
Unterbrechung der positiven Rückkopplungsschleife in derselben Weise in ihren Ruhestand zurückgeführt
werden. Die Unterbrechung der positiv wirkenden Rückkopplungsschleife kann in einfacher Weise dadurch
erzielt werden, daß über entsprechende Dioden der Kathode der Diode D3 ein positiver und der Kathode
der Diode D4 ein negativer Impuls zugeführt wird. Natürlich wird nur einer dieser Impulse notwendig
sein, um die Rückkopplungsschleife zu uriterbrechen, jedoch wird die gleichzeitige Zuführung
beider Impulse sicherstellen, daß die Schaltung ohne Rücksicht auf ihren jeweiligen Schaltzustand in ihren
ursprünglichen Zustand zurückversetzt wird.
Die Art, in welcher die Schaltung durch Stromzuführung zum Gitterkreis der Röhre F1 umgesteuert
wird, ist in Fig. 3 nicht angegeben; in der Praxis ist es einfacher, die Schaltung in einer Richtung durch
Zuführung eines negativen Spannungsimpulses zum Gitter der Röhre F1 umzusteuern und die anderen
Zustände durch Zuführung eines negativen Spannungsimpulses zum Gitter der Röhre F3 zu schalten. Diese
Vorgänge sind insofern leicht ausführbar, als zwei Umsteuerröhren, üblicheiweise Trioden, vorgesehen
sind, deren Anoden jeweils mit den Gittern der Röhren F1 und F3 verbunden sind. Die Gitter dieser Röhren
werden normalerweise gut unterhalb einer Vorspannung gehalten, die ihrem ausgeschalteten Zustand
entspricht, beispielsweise auf —50 Volt gegen Erde, jedoch wird die Vorspannung, wenn das Umschalten
der Schaltung gewünscht wird, durch einen geeigneten Schaltimpuls angehoben. Die Umschaltwirkung wird
durch Zurückführung der Kathodenspannung der umschaltenden Röhren auf geeignete Potentiale gesteuert.
Die Anordnung wird so getroffen, daß die Kathodenspannung einer der Röhren auf beispielsweise
— 30 Volt gegen Erde zurückgeführt wird, während die Kathodenspannung der anderen Röhre auf beispielsweise
4- 30 Volt gegen Erde zurückgeführt wird,
wenn die Umschaltung in einer Richtung gewünscht wird. S5
Wenn die Umsteuerröhren sodann mit ihren Gittern durch denselben zugeführte Impulse geschaltet werden,
wird nur die Röhre leiten, deren Kathodenspannung auf —30 Volt zurückgeführt ist; dies wird bewirken,
daß das Gitter der Röhre F1 bzw. das der mit derselben
verbundenen Röhre F3 negativ wird.
Claims (13)
1. Elektrische Umsteuerschaltung mit mindestens drei stabilen Betriebszuständen, die eine
direkt gekoppelte Verstärkerschaltung enthält, deren Ausgang eine bekannte Beziehung zu ihrem
Eingang hat, dadurch gekennzeichnet, daß sich in derselben mindestens zwei positiv wirkende
Rückkopplungsschleifen befinden, die so geschaltet sind, daß sie in Abhängigkeit von Ausgangsimpulsen
an zwei verschiedenen Grundarbeitspegeln, die jeweils über und unter einem Nennausgangspegel
liegen, eine positiv wirkende Rückkopplung ergeben, wodurch die Schaltung mittels
eines Eingangszeichens so gesteuert werden kann, daß sie einen von einer Anzahl stabiler Betriebszustände
entsprechend einem Ausgangspegel annimmt, der zwischen den genannten Grundarbeitspegeln
liegt bzw. entsprechend einem Ausgangspegel, der über dem oberen bzw. unter dem unteren
der genannten Grundarbeitspegel liegt.
2. Elektrische Umsteuerschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in derselben
eine weitere positiv wirkende Rückkopplungsschleife vorgesehen ist, die so geschaltet ist,
daß sie in Abhängigkeit von einem Ausgangsimpuls an einem demselben zugeordneten Primärarbeitspegel,
der über dem unteren der genannten Grundarbeitspegel liegt, wirksam wird, und daß außerdem
eine negativ wirkende Rückkopplungsschleife vorgesehen ist, deren Schaltung so ist, daß sie der
positiv wirkenden Rückkopplungsschleife entgegenwirkt, wenn der Ausgang einen ihm zugeordneten
Arbeitspegel erreicht, der zwischen dem
oberen Grundarbeitspegel und dem genannten Primärarbeitspegel liegt, wodurch die Schaltung
mittels eines Eingangszeichens so gesteuert werden kann, daß sie einen von einer Anzahl stabiler
Betriebszustände annimmt, die jeweils einem Ausgangspegel entsprechen, der zwischen den genannten
Ausgangspegeln liegt bzw. mehreren Ausgangspegeln entsprechen, die unter dem unteren
Grundarbeitspegel liegen bzw. einem Ausgangspegel entsprechen, der zwischen dem Sekundärarbeitspegel
und dem genannten Primärarbeitspegel liegt bzw. Ausgangspegeln entsprechen, die über dem genannten Primärarbeitspegel
liegen.
3. Abwandlung der Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärarbeitspegel
und der Sekundärarbeitspegel jeweils so liegt, daß beide unter dem unteren Grundarbeitspegel
liegen, wodurch die Schaltung mittels eines Eingangszeichens so gesteuert werden kann, daß sie
einen von einer Anzahl stabiler Betriebszustände annimmt, die jeweils einem Ausgangspegel entsprechen,
der zwischen den genannten Grundarbeitspegeln liegt bzw. mehreren Ausgangspegeln
entsprechen, die über dem genannten oberen Grundarbeitspegel liegen bzw. einem Ausgangspegel
entsprechen, der zwischen dem Sekundärausgangspegel und dem Primärarbeitspegel liegt
bzw. mehreren Ausgangspegeln entsprechen, die unter dem genannten Primärarbeitspegel liegen.
4. Elektrische Umsteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder
mehrere weitere positiv wirkende Rückkopplungsschleifen vorgesehen sind, deren Schaltung so ist,
daß sie in Abhängigkeit von Ausgangsimpulsen an einem noch höheren, ihnen zugeordneten Primärarbeitspegel
bzw. fortschreitend höher gestaffelten, ihnen zugeordneten Primärarbeitspegeln wirksam
werden und daß eine ebenso große Zahl weiterer negativ wirkender Rückkopplungsschleifen vorgesehen
ist, die so geschaltet sind, daß sie an einem oder mehreren Sekundärarbeitspegel bzw. -pegeln
in Tätigkeit kommen, deren jeder zwischen zweien der genannten Primärarbeitspegel liegt, wodurch
die Schaltung durch ein Eingangszeichen so gesteuert werden kann, daß dieselbe einen von einer
Anzahl stabiler Betriebszustände annimmt, der jeweils einem Ausgangspegel entspricht, der zwischen
den genannten Grundausgangspegeln liegt bzw. der mehreren Ausgangspegeln entspricht, die
unter dem unteren Grundausgangspegel liegen bzw. mehreren Ausgangspegeln entspricht, die
zwischem jeden Sekundärarbeitspegel und dem nächsthöheren Primärarbeitspegel liegen bzw.
einem Ausgangspegel entspricht, der über dem höchsten Primärarbeitspegel liegt.
5. Abwandlung der Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Primärarbeitspegel
und die genannten Sekundärarbeitspegel unter dem unteren Grundarbeitspegel liegen,
wodurch die Schaltung mittels eines Eingangszeichens so gesteuert werden kann, daß dieselbe
einen von einer Anzahl stabiler Zustände annimmt, der jeweils einem Ausgangspegel entspricht,
der zwischen den genannten Grundausgangspegeln liegt bzw. mehreren Ausgangspegeln
entspricht, die über dem oberen der genannten Grundausgangspegel liegen bzw. mehreren Ausgangspegeln
entspricht, die zwischen jedem der Sekundärarbeitspegel und dem nächstniedrigeren
Primärarbeitspegel liegen bzw. der einem Ausgangspegel entspricht, der unter dem untersten
Primärarbeitspegel liegt.
6. Elektrische Umsteuerschaltung mit zumindest drei stabilen Betriebszuständen, bestehend
aus einer direkt gekoppelten Verstärkerschaltung, deren Ausgang eine bekannte Beziehung zu ihrem
Eingang hat, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei positiv wirkende Rückkopplungsschleifen, die so geschaltet sind, daß sie in Ab-
hängigkeit von Ausgangsimpulsen an fortschreitend höher gestaffelten, ihnen zugeordneten Primärarbeitspegeln
wirksam werden, die alle über einem Nennausgangspegel liegen, und daß eine oder mehrere negativ wirkende Rückkopplungsschleifen
vorgesehen sind, die so geschaltet sind, daß sie an einem oder mehreren Sekundärarbeitspegeln wirksam
werden, die so liegen, daß jeweils ein Sekundärarbeitspegel zwischen je zwei benachbarten Primärarbeitspegeln
liegt, wodurch die Schaltung mittels eines Eingangszeichens so gesteuert werden kann,
daß dieselbe einen von einer Anzahl stabiler Betriebszustände annimmt, der jeweils einem Ausgangspegel
entspricht, der unter dem unteren bzw. untersten der genannten Primärarbeitspegel liegt
bzw. der einem Ausgangspegel entspricht, der zwischen jedem der Sekundärarbeitspegel und dem
nächsthöheren Primärarbeitspegel liegt bzw. der einem Ausgangspegel entspricht, der über dem
höheren der bzw. dem höchsten der Primärarbeitspegel liegt.
7. Abwandlung der elektrischen Umsteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Primärarbeitspegel und der oder die Sekundärarbeitspegel alle so liegen, daß dieselben
unter dem genannten .Nennausgangspegel liegen, wodurch die Schaltung mittels eines
Eingangszeichens so gesteuert werden kann, daß sie einen von einer Anzahl stabiler Betriebszustände
annimmt, der jeweils einem Ausgangspegel entspricht, der über dem höheren der bzw.
dem höchsten der Primärarbeitspegel liegt bzw. der einem Ausgangspegel entspricht, der zwischen
jedem der Sekundärarbeitspegel und dem nächstniedrigeren der Primärarbeitspegel liegt bzw. der
einem Ausgangspegel entspricht, der unter dem unteren der bzw. dem untersten der Primärarbeitspegel
liegt.
8. Elektrische Umsteucrschaltung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere weitere negativ wirkende Rückkopplungsschleifen vorgesehen
sind, die so geschaltet sind, daß sie wirksam werden, wenn der Ausgang einen Pegel erreicht,
der über (und/oder unter) dem bzw. den von dem genannten Nennausgangspegel am wei-
testen entfernt liegenden Arbeitspegel bzw. -pegeln liegt, an welchem eine positive Rückkopplungsschleife wirksam wird, wodurch dieser positiv
wirkenden Rückkopplung entgegengewirkt wird und ein Endzustand in Form eines oder mehrerer
stabiler Ausgangspegel hergestellt wird.
9. Elektrische Umsteuerschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannte Verstärkerschaltung eine lineare, negativ wirkende Rückkopplungsverstärkerschaltung
enthält, wobei die genannte positiv wirkende Rückkopplungsschleife bzw. -schleifen (und die negativ wirkende Rückkopplungsschleife
bzw. -schleifen) eine stetige Rückkopplung sicherstellen.
10. Elektrische Umsteuerschaltung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannte Verstärkerschaltung eine erste Verstärkerstufe (M1) und eine
zweite Verstärkerstufe (M2) enthält, die über einen Kopplungsscheinwiderstand (Zx) in Serie
geschaltet sind und daß weitere Kopplungsscheinwiderstände (ebenfalls Zx), deren jeder
größenordnungsmäßig diesem Scheinwiderstand (Zx) angeglichen ist, jeweils zwischen die Ausgänge
und Eingänge jeder Verstärkerstufe geschaltet sind, wodurch das Potential am Schaltungsausgang
der ersten Verstärkerstufe (M1) in bezug auf den Schaltungseingang und das Potential
am Schaltungsausgang der zweiten Verstärkerstufe (M2) in bezug avf den Schaltungseingang
größenordnungsmäßig gleich und hinsichtlich des Vorzeichens entgegengesetzt gerichtet gemacht
wird.
11. Elektrische Umsteuerschaltung nach Anspruch
10, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die genannte erste Verstärkerstufe (M1) als auch
die genannte zweite Verstärkerstufe (M2) aus je einer Glühkathodenverstärkerstufe (F1 bzw. F3)
und einer Kathodenfolgestufe (F2 bzw. V4) besteht,
wobei jede Kathodenfolgestufe (F2 bzw. F4)
je eine niederohmige Rückkopplungsschleife (R6, R5 usw.) enthält.
12. Elektrische Umsteuerschaltung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannten positiv wirkenden Rückkopplungsschleifen nur unter bestimmten'
Bedingungen leitende Glieder (Zy1, Zy2, Z'y\, Z'y2)
enthalten, deren jedes so gesteuert wird, daß es dann in Tätigkeit kommt, wenn der ihm zugeordnete
Ausgangsarbeitspegel durchgelassen wird.
13. Elektrische Umsteuerschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannten negativ wirkenden Rückkopplungsschleifen nur unter bestimmten Bedingungen leitende Glieder (Zx1, Zx2, Z1X1, Z'x2)
enthalten, deren jedes so gesteuert wird, daß es dann in Tätigkeit kommt, wenn der ihm zugeordnete
Sekundärausgangsarbeitspegel durchgelassen wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
@ 3466 3.52
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