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Schaltungsanordnung zur Herstellung bzw. Unterbrechung einer leitenden
Verbindung zwischen zwei Leitungen Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, zwischen
zwei Leitungen für die Dauer eines von außen zugeführten Impulses eine leitende
Verbindung herzustellen oder eine zwischen diesen beiden Leitungen bestehende leitende
Verbindung für die Dauer eines von außen zugeführten Impulses zu unterbrechen. Dieses
Problem tritt beispielsweise bei. der Schwundregelung in Fernsehempfängern mit Hilfe
eines in gleichen Zeitabständen fernübertragenen Hilfssignals von senderseitig konstanter
Amplitude auf. In derartigen Fernsehempfängern kann nämlich empfangsseitig das Hilfssignal
als ein. Maß für die augenblicklichen Schwundbedingungen angesehen und der Verstärkungsgrad
des Bildsignalverstärkers entsprechend dieser empfangsseitig beobachteten Amplitude
derartig eingeregelt werden, daß die veränderlichen Schwunderscheinungen die Bildwiedergabe
nicht stören.
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Für diese Anwendung zur Schwundregelung kann die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung folgendermaßen verwendet werden: Durch die von außen zugeführten
Impulse darf die eine Leitung, auf welcher neben den Bildhelligkeitssignalen und
,den Synchronisierimpulsen das obenerwähnte Hilfssignal übertragen wird, nur für
die Zeitdauer dieses Hilfssignals mit der anderen Leitung leitend verbunden werden.
Außerdem ist dafür zu sorgen, daß die andere Leitung auch während der Zeit der
Trennung
der beiden Leitungen voneinander den zuletzt übertragenen Wert des Hilfssignals
beibehält. Dies geschieht am einfachsten dadurch; daß man an die zweite Leitung
eine Belegung eines Kondensators anschließt, dessen andere Belegung an ein festes
Potential gelegt wird, so daß also der Kondensator während der Zeitspanne der Verbindung
beider Leitungen auf den fernübertragenen Wert des Hilfssignals aufgeladen wird.
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Es sind bereits, abgesehen von mechanischen Schaltern, deren Kontakte
sich im Vakuum befinden, und abgesehen von sogenannten Quecksilberschaltröhren,
bei denen die Schließung eines Stromweges dadurch zustande kommt, daß zwei Elektroden
des Gefäßes durch flüssiges Quecksilber in leitende Verbindung miteinander gebracht
werden, Röhren bekannt, bei welchen der Stromweg von der Kathode zur Anode durch
einen nuecksilberdampflichtbogen oder durch eine lichtbogenähnliche Entladung geschlossen
wird. Die mechanischen Schalter und die Quecksilberschaltröhren sind jedoch nicht
für so kurze Verbindungszeiten zwischen den beiden fraglichen- Leitungen geeignet,
wie sie beispielsweise bei der obengenannten Anwendung auf dem Fernsehgebiet gefordert
werden müssen. Das obenerwähnte Hilfssignal hat eine Dauer von der Größenordnung
einer Zeilenperiode, d. h. bei einem etwa 400zeiligen Bild eine Dauer von rund 1/ioooo
Sekunde. Auch die Röhren mit Quecksilberlichtbogen sind nicht für so kurze Verbindungszeiten
brauchbar, da die Entionisierung einer Lichtbogenstrecke, d. h. die Zeit, die zur
IJberführung aus leitenden in den nichtleitenden Zustand erforderlich ist, schon
weit über 1/io ooo Sekunde liegt, abgesehen davon; daß ein Lichtbogen nur bei sehr
viel größeren Stromstärken, als sie bei dem obengenannten Beispiel verfügbar sind;
arbeiten kann.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, einen gegebenen Spannungsverlauf
während der Dauer einer durch einen Steuerimpuls gegebenen Zeitspanne in einen zweiten
Stromkreis dadurch einzufügen, daß man eine Doppelgleichrichterröhre verwendet und
in den Stromkreis der Kathode und der einen Anode den steuernden Impuls, eine besondere
Vorspannungsquelle und einen -Widerstand einfügt, während im Stromkreis der Kathode
und der anderen Anode ein weiterer Widerstand und der bereits erwähnte Widerstand
des ersten Stromkreises liegen. Durch die Steuerimpulse wird nun in dem zuerst erwähnten
Stromkreis ein Strom hervorgerufen, und der zweite Stromkreis bleibt vermöge des
Spannungsabfalles, den dieser Strom an dem beiden Kreisen gemeinsamen Widerstand
hervorruft, stromlos. Der gegebene Spannungsverlauf, der zeitweise in den zweiten
Stromkreis eingeführt werden soll, wird entweder in Reihe mit dem gemaeinsamen Widerstand
in beide Stromkreise gleichzeitig eingefügt und wird dann, wenn der Steuerimpuls
seine sperrende Wirkung auf den -zweiten Stromkreis verliert, in diesem zweiten
Stromkreis wirksam. Der gegebene. Spannungsverlauf kann aber auch lediglich dem
zweiten Stromkreis zugeführt werden und wird dann, wenn der Steuerimpuls seine sperrende
Wirkung auf den zweiten Stromkreis verliert, an dem beiden Stromkreisen gemeinsamen
Widerstand abgenommen. Es handelt sich demgemäß hier auch um die Herstellung einer
leitenden Verbindung zwischen zwei Leitungen mit Hilfe eifies Steuerimpulses. Jedoch
ist ein Spannungsunterschied von der Größe des Spannungsabfalls an der zweiten Gleichrichterstrecke
dabei stets vorhanden und nicht zu vermeiden.
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Gemäß der Erfindung sollen die beiden fraglichen Leitungen je mit
der Anode einer Gleichrichterröhre verbunden und ihre Kathoden über einen gemeinsamen
Widerstand an ein negativeres Potential angeschlossen werden, als es auf einer der
beiden Leitungen vorkommt, und es sollen die Kathoden der beiden Gleichrichterröhren
an die Kathode einer dritten Gleichrichterröhre angeschlossen sein, deren Anodenstrom
durch den von außen zugeführten elektrischen Impuls zur Herstellung der leitenden
Verbindung so weit gesenkt wird, daß die beiden ersterwähnten Gleichrichter Strom
zu führen beginnen. Hierdurch werden dann die beiden fraglichen Leitungen miteinander
in Verbindung gebracht. Zur Unterbrechung der leitenden Verbindung soll der Anodenstrom
in der dritten Gleichrichterröhre so weit gesteigert werden, daß die beiden ersterwähnten
Gleichrichter stromundurchlässig werden.
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Im folgenden seien einige :""usführungsl)eispiele der Erfindung erläutert:
In der - Abb. i sind mit 2i und 22 die beiden unter dem Einfluß eines von außen
zugeführten Impuises miteinander zu verbindenden Leitungen bezeichnet. An die Leitung
21 ist die Anode -eines Gleichrichters z3 angeschlossen und ebenfalls an die Leitung
22 die Anode eines Gleichrichters 25, deren beide Kathoden über einen gemeinsamen
Widerstand 27 an ein niedrigeres Potential geführt sind, als es auf den Leitungen
2z und 22 betriebsmäßig vorkommt. Als ein -solches Potential kann der Minuspol einer
Hilfsspannungsquelle benutzt werden, der etwas unter Erdpotential liegen möge. Ferner
ist mit den beiden Kathoden der Gleichrichter 23 und 25 die Kathode eines weiteren
Gleichrichters 224 verbunden, dessen Anode über einen Widerstand 29, der vorzugsweise
kleiner als der Widerstand 27" sein soll, an einem höheren Potential liegt, als
es betriebsmäßig auf den beiden Leitungen 2i und 22 vorkommt, beispielsweise an
dem Pluspol der vorher erwähnten Hilfsspannungsquelle. An den Punkt 26, d. h. an
die Anode des Gleichrichters 24., ist ferner noch eine Dreipolröhre 28 angeschlossen,
deren Kathode ebenfalls am Minuspol liegt und deren Gitter über ein in Abb. i nicht
besonders bezeichnetes Widerstandskondensatorglied an der Klemme 32 die Impulse
zur Herstellung der leitenden Verbindung zwischen den beiden Leitungen 21 und 22
zugeführt werden. Der Widerstand 31, der von der Leitung 22 an den Pluspol führt,
soll vorläufig außer Betracht bleiben, dagegen möge zischen die Leitung 22 und Erde
ein Ik-,onderisator 3o eingeschaltet werden.
Zur Erläuterung der
Wirkungsweise der Schaltung nach Abb. i sei angenommen, daß an dem Kondensator in
der Gitterzuleitung der Röhre 28 eine so stark negative Ladung bestehen möge, daß
der Anodenstrom in der Röhre 28 gesperrt wird. Unter diesen Bedingungen fließt vom
Pluspol über den Widerstand 29, den Gleichrichter 24 und den Widelstand 27 ein Strom
zum Minuspol, der das obere Ende des Widerstandes 27 und damit gleichzeitig die
Kathoden der beiden Gleichrichter 23, 25 auf ein Potential bringt, welches über
dem betriebsmäßig auf den Leitungen 21 und 22 herrschenden Potential liegt. Die
Gleichrichter 23 und 25 sind also gesperrt, und zwischen den Leitungen 21, 22 besteht
unter diesen Umständen keine leitende Verbindung. Wenn nun ein positiver Impuls
an der Klemme 32 zugeführt wird, sinkt das Potential im Punkt 26, und somit vermindert
sich auch der Strom im Gleichrichter 24 mehr oder weniger. Das Potential am oberen
Ende des Widerstandes 27 sinkt also, und zwar bis auf den Potentialwert des :\Iinu-,pols
der Hilfsspannungsquelle, wenn der Strom im Gleichrichter 2a. zu Null wird. Diese
Potentialabsenkung der Kathoden der Gleichrichter 23 und 25 ruft einen Anodenstrom
in diesen beiden letzteren Gleichrichtern hervor, so daß die Leitung 22 dann bis
auf den Spannungsabfall an den Gleichrichtern 23 und 25 auf das Potential der Leitung
21 kommt.
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Es ist zu bemerken, daß die zwischen den LeitUngen 21 und 22 dann
überhaupt noch mögliche Potentialdifferenz nicht etwa die Summe der Kathoden-Anoden-Spannungen
der Gleichrichter 23 und 25 ist, sondern vielmehr deren Differenz. Die Schaltungsanordnung
nach Abb. i kann also zur Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen den Leitungen
21 und 22 unter dein Einfluß von Steuerimpulsen, die an der Klemme 3 2 wirksam sind,
benutzt werden. Die leitende Verbindung wird dabei nur für die Dauer des Steuerimpulses
aufrechterhalten. während beim Verschwinden des Impulses die beiden Leitungen sofort
wieder voneinander getrennt werden, da dann nämlich das obere Ende des Widerstandes
27 wegen des wieder einsetzenden Stromes im Gleichrichter 24 wieder auf ein so hohes
positives Potential angehoben wird, daß die Gleichrichterstrecken 23 und 25 stromlos
«-erden.
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Es ist ferner zu bemerken, daß die Schaltung nach Abb. i nur einen
Schalter zwischen den beiden Leitungen darstellt, der in einer Richtung Strom durchlassen
kann, aber nicht in der entgegengesetzten. Wenn nämlich das Potential der Leitung
21 höher ist als dasjenige der Leitung 22, so wird zwar die Gleichrichterstrecke
23 Strom führen, jedoch kann im Gleichrichter 25 keile Anodenstrom fließen, da für
diesen Gleichrichter keine positive Anodenspannung zur Verfügung steht. Ist jedoch
das Potential der Leitung 22 höher als dasjenige der Leitung 21, so fließt in beiden
Gleichrichtern 23 und 25 Strom, und der Kondensator 30 wird entladen, bis
seine obere Belegung auf genau demselben Potential liegt, wie es auf der Leitung
21 herrscht. Wenn man, wie in Abb. i angedeutet, zwischen die Leitung 22 und den
Pluspol der Hilfsspannungsquelle noch einen hohen Widerstand 31 einschaltet, wird
in den Pausen zwischen den steuernden Impulsen der Kondensator 30 stets langsam
auf die Größe der positiven Spannung am freien Ende des Widerstandes 3.1 aufgeladen,
und beim Auftreten jedes Impulses an der Klemme 32 findet eine Entladung des Kondensators
auf den Potentialwert, der auf der Leitung 21 dann gerade herrscht, statt.
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\Ian sieht an Hand der Abb. i nun auch ohne weiteres, daß mit Hilfe
eines negativen Impulses an der Klemme 32 die beiden über die Gleichrichter 23,
25 dauernd in leitender Verbindung stehenden Leitungen auch voneinander getrennt
werden können, wenn der in der Pause zwischen den negativen Impulsen über die Widerstände
27 und 29 sowie den Gleichrichter 2.4 fließenden Strom so gering ist, daß über die
Gleichrichter 23 und 25 sowie über den Widerstand 27 unter diesen Umständen Strom
von den beiden Leitungen zum Minuspol fließt.
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Gemäß der Erfindung kann man ferner während der Dauer des von außen
zugeführten Impulses den Kondensator 3o auch aufladen, statt ihn zu entladen. Die
Leitung22 muß auf einem negativeren Potential liegen, als es auf der Leitung 21
vorkommen kann. Die drei Gleichrichter 23 bis 25 in Abb. i werden umgekehrt, so
daß ihre Anoden miteinander verbunden sind, und es wird der ihnen gemeinsame Widerstand
27 mit seinem unteren Ende an ein höheres Potential gelegt, als es auf den beiden
Leitungen 21, 22 vorkommt. Das obere Ende des Widerstandes 31 ist
an ein negativeres Potential anzuschließen, als es auf der Leitung 2 1 vorkommt.
Die Röhre 28 muß dann einen negativen Impuls an ihrem Gitter erhalten, um den Schalter
in den Arbeitszustand zu bringen, d. h. die Verbindung zwischen den beiden Leitungen
21, 22 herzustellen.
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Bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform sind an Stelle der
beiden Gleichrichter 23 und 24. in Abb. i zwei Dreipolröhren 23a und 2q.a vorhanden,
und die Steuerimpulse werden an der Klemme 26 dem Gitter der zuletzt erwähnten Dreipolröhre
zugeführt. Das Gitter der zuerst erwähnten liegt an der Leitung 2i und die beiden
Anoden der Dreipolröhren am Pluspol der Hilfsspannungsquelle. Im übrigen entspricht
die Schaltung der Abb. i.
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Die Wirkungsweise der Schaltung nach Abb. 2 unterscheidet sich von
derjenigen nach Abb. i in der Hauptsache dadurch, daß die Leitung 21 keine Strombelastung
erfährt. Die Röhre 23a bildet nämlich mit dem Widerstand 27 eine sogenannte Nachlaufkathodenschaltung.
Das gleiche gilt für die Röhre 2.4a und den Widerstand 27. Die Röhren 23a und 25
in Abb. 2 sind stromundurchlässig, solange über die Röhre 24.a und den Widerstand
27 ein so großer Speisestrom fließt, daß das obere Ende di(ses Widerstandes
auf höherem Potential liegt, als es auf den beiden Leitungen betriebsmäßig vorkommt.
Wird der Strom in der Röhre 24 dagegen durch einen Steuerimpuls an der Klemme 26
vermindert
oder völlig zum Verschwinden gebracht, so siAkt zunächst
das Potential am oberen Ende des Widerstandes 27 bis auf den Potentialwert des Minuspols
der Hilfsspannungsquelle, und es kann sich sowohl ein Anodenstrom in der Röhre 25
bilden als auch ein Anodenstrom in der Röhre 23a. Dieser letztere ruft einen Spannungsabfall
am Widerstand 27 hervor, der das Potential der Kathode der Röhre 2,311 dem Potentialwert
an ihrem Gitter annähert (sogenannte Nachlaufkathode), so daß also an der Kathode
der Röhren 23a und 25 annähernd der Potentialwert, welcher auf der Leitung 21 herrscht,,
zustande kommt. Der Gleichrichter 25 entlädt den Kondensator 3o bis auf annähernd
denjenigen Spannungswert, welcher zwischen Leitung 2i und Erde besteht, wobei wieder
nur eine Potentialdifferenz zwischen Leitung 2r und 22 von dem Differenzbetrag der
Gitter-Kathoden-Spannung der Röhre 23a und des Spannungsabfalls am Gleichrichter
25 bestehen bleiben kann.
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Bei der ,Schaltung nach Abb. 2 kann entweder die Röhre 23'
oder 24a durch einen Gleichrichter ersetzt werden.
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Auch die Schaltung nach Abb. 2 stellt einen 'Schalter zwischen den
beiden Leitungen von nur einseitiger Stromdurchlaßfähigkeit dar. Das Potential der
Leitung 22 muß nämlich höher sein als dasjenige der Leitung 21, um einen Anodenstrom
im Gleichrichter 25 hervorrufen zu l<.önnen. Der Widerstand 31 spielt
daher dieselbe Rolle wie der ebenso bezeichnete Widerstand in Abb. i.
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Bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform ist ein Stromdurchlaß
in beiden Stromrichtungen ermöglicht. Die Gleichrichter 23 bis 25, welche in derselben
Weise geschaltet sind wie die ebenso bezeichneten Gleichrichter in Abb. i, führen
einen Potentialausgleich herbei, wenn die Leitung 22 ein höheres Potential hat als
die Leitung 2i, und die Gleichrichter 23' bis 25' ermöglichen in Verbindung mit
dem Widerstand 27', dessen oberes Ende an den positiven Pol der Hilfsspannungsquelle
angeschlossen werden muß, einen Potentialausgleich, wenn die Leitung 22 sich anfänglich
auf niedrigerem Potential befindet als die Leitung 2i. Wenn man sich an die Leitung
22 wieder einen Kondensator nach Art des Kondensators 30 in Abb. i und 2 angeschlossen
denkt, wird dieser Kondensator also über die Gleichrichter 23 bis 25 entladen und
über die Gleichrichter 23' bis 25' stärker aufgeladen.