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Verfahren und Einrichtung zur Umwandlung eines Impulsspannungs-bzw.
-stromverlaufs in einen scharfen Spannungs- bzw. Stromstoß Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Einrichtung für die Umwandlung eines elektrischen Impulseis,
insbesondere um einen elektrischen Impuls, dessen Spannungs- bzw. Stromverlauf (einer
Wellenform entsprechend) allmählich seinen Scheitelwert erreicht, in einen scharfen
(abgehackten) Spannungs- oder Stromstoß umzuwandeln, wobei der ursprüngliche Impuls
zuerst in einen übergangsimpufs umgewandelt wird, dessen Verlauf eine Spitze, besitzt.
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Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Spitze noch
zweimal abgeleitet und gleichgerichtet wird. und somit in einen. scharfen: (abgehackten)
Spannungs- bzw. Stromstoß umgewandelt wird; der genau im Moment eintritt, wenn -der
ursprüngliches Impuls seinen. Scheitelwert erreicht.
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Bekannt i Verfahren und Einrichtungen für die Umwandlung eines elektrischen
Impulses, werden schon dazu benutzt, aus einem sinusförmigen Wechselstrom eines
Reihe in; gleichmäßigen Zeitabständen aufeinanderfodgender kurzer Impulse hervorzurufen.
Diese kurzen Impulse weisen aber immer noch einen zwar kurzgängig, jedoch dreieckförmigen
Um:riß auf.
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Diel Erfindung betrifft die Umwandlung eines einzigen Impulses oder
einer Reihe in willkürlichen: Zeitabständen, Formen und Größen aufeinanderfolgender
unregelmäßiger Impulse in. einen anderen einzigen, theoretisch unendlich kurzen
Impuls. oder
in eine Reihei solcher Impulse, wobei jeder unendlich
kurze Impuls den Zeitpunkt; des Scheitelwertes des. entsprechenden Anfangsimpulses
mit derhöchstmöglichen. Genauigkeit bestimmt.
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Zu diesem Zweck wird eine ebenfalls mittels Elektronenröhren und geeigneter
Stromkreise lier@-gestellte scharfe drei,eckfö@rmidge Spannungs- oder Stromspitze
noch mehrmals weiter abgeleitet und gleichgerichtet.
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Die eiründ'ungsgemäße Ausführung besteht in der Anwendung von kapazitiven
oder induktiven Stromkreisen, womit der ursprüngliche Impuls, in: seiner Ableitung
der Zeit nach, umgewandelt @verdcn kann. Dieser abgeleitete Impuls zeigt immer noch
einen allmählich geiänderten Spannungsverlauf, reit einem Maximal- und Minimalwert,
der, gleich Null wird im gleichen Moment, wenn, der ursprüngliche Impuls seinen
Scheitelwert erreicht. Durch Am wendüng vom Widerstands- und glejichrichte@nidien
Stromkreisen ist es möglich, einen: Teil des so: abgeleiteten Impulses, derart zu
unterdrücken, daß in der Nullage .ein, Doppelpunkt (Umkehrpunkt) entsteht. Unter
Zuhilfenahme anderer k apazitiver oder induktiver Stromkreise kann der mixt einem
Doppelpunkt versehene Spannungsverlauf des Impulses durch eine neue Ableitung der
Zeit nach in einen Endimpuls umgewandelt werden, dessen Verlauf eine plötzliche
Spannungsänderung aufweist: Das erfindungsgemäße Verfahren. erlaubt ferner bei Anwendung
vom gleichrichteinden Hilfsstromkreisen im Zuge nachfolgender Umwandlungen, verschiedene
Teile der so, umgewandelten Impulse zu unterdrücken. und mittels Veirstärlc:erhilfsstro@mkreise
die Verstärkung und Zeichenumkehrung von; andeiren Teilen der Spannungskurve, des
Im-
pulses. zu bewirken..
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Fi.g. i zeigt die Reihenfolge der Umwandlungen des Impulses von der
ursprünglichen Form a bis zur Endform i; Fig. 2 zeigt .die entsprechende Schaltungseinrichtung.
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Aus Fig: i und 2 ist ersichtlich, daß die Spannung a des ursprünglichen
Impulses, welche einen Maximalwerte P aufweist;- an den Eingangsklemmen B i liegt;
nachÜberschreiten des Entkopplungskondensators C i gleichzeitig den Röhren i und
2 zugeführt wird. Aufgabe dies Entkopplungskondensators C i ist, die beschriebene
Schaltung von der Impulsquelle gleichstromseitig zu trennen. Die Röhre i, die über
dien dazwischengeschalteten Spannungsverteiller Pt erregt wird, gibt durch den gleichstromtrennenden
Kondensator C 3 eine Spannung nach Kurve ä ab, welche :dem Spannungsverlauf a entspricht,
jedoch entgegengesetztes Vorzeichen aufweist.
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Der Vierpol, bestehend aus Kondensator C:2 und Widerstand R i leitet
den Spannungsverlauf a der Zeit nach ab. Der so abgeleitete und durch die Röhre
2 verstärkte und umgekehrte Spaunungsverlauf zeigt die Form b, bei welcher die Spannung
im Punkte P i zu Null wird, im gleichen Moment, wenn der ursprüngliche Spannungsverlauf
a seinen Maximalwert P erreicht.
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Der Spannungsverlauf b wird :durch den Transformer T i und durch den
Doppelweggleichrichter G i in den Spannungsverlauf c umgewandelt, indem der negative
Teilpositiv gemacht wird. Damit ergibt sich ein Umkehrpunkt P :z mit der Spannung
Null.
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Durch die Widerstände R 2 und R 3 wird der Spannungsverluuf c zum
Spannungsverlauf et addiert. Die Summe der beiden momentanen Spannungen ergibt somit
den Spannungsverlauf d: Der Umlehrpunkt P 3 hat einen Wert, der von Null abweicht,-
ist jedoch in ,der Lange, der Zeit nach gleich dem Umkehrpunkt P:2 geblieben. Mit
Hilfe des Einweggleichrichters G 2 wird der positive Teil des Spannungsverlnüfes
d unterdrückt. Es bleibt nur noch der negative Teil der Form d; so daß der Spannungsverlauf
nun der Form e entspricht, welche nach Verstärkung durch die Röhre 3 zu e' wird
und einen positiven, von Null verschiedenen Doppelpunkt (Umkehrpunkt) P 4 besitzt.
Der Spannungsverlauf e' hat im Doppelpunkt P 4 zwei Ableitungen der Zeit nach,
d. h. zwei gleich große, aber entgegengesetzte Werte.
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Der Vierpol, bestehend aus Kondensator C 3 und dem Widerstand R 4,
ist so hemessen, daß er den Spannungsverlfaüf ä der Zeit nach ableitet. Diese Ableitung
entsprechend der Form f zeigt gleichzeitig zwei Werte P 5 und P 5', :die zeitlich
beide mit dem Punkt P 4 übereinstimmen. Der Einweggleichrichter G 3 unterdrückt
den positiven Teil des Spannungsverlaufes f und gibt der Röhre 4 die Spannung entsprechend
der Kurve g. Die Röhre 4 verstärkt den Spannungsverlauf g und kehrt ihn um zu einem
Spannungsverlauf entsprechend der Form g'; welcher plötzlich einen scharfen Sprung
von Null bis zum Werte P 6 ausführt im Moment, wenn der ursprüngliche Spannungsverlauf
-a seinen Maximalwert P erreicht.
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Der Vierpol, bestehend aus dem Kondensator C 4 und dem Widerstand
B z2, ist so bemessen, däß er den Spannungsverlauf g',der Zeit nach ableitet und
den, Spannungsverlauf h entsprechend umwandelt, wobei die Spannung theoretisch einen
unendlich hohen Wert erreichen sollte, praktisch aber durch unvermeidliche Verluste
auf die Werte P 7 und P 7' begrenzt ist.
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Der Einweggleichrichter G 4 unterdrückt den Wert P7', so daß der an
den Ausgangsklemmen B2
bestehende Spannungsverlauf i aus einem theoretisch
unendlich kurzen und starken Impuls besteht, der genau in dem Moment einsetzt, wenn
der -ursprüngliche Impuls a seinen Maximalwert P erreicht.
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Durch die Trägheit und Verluste der vorerwähnten elektrischen Elemente,
ist jedoch ein unendlich kurzer und stärker Impuls nicht möglich.. Der Spannungsstoß
i kann, jedoch gegenüber dem Spannungsverlauf des Impulses a immer so kurz gehalten
werden, daß praktisch ein plötzlicher und sehr kräftiger Impuls bewirkt werden kann.
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In der angeführten Schaltung sind R 5, R 6 und R 7 Anodenwiderstände
der Verstärkerröhren i, 3
und .4 und die Widerstände R 8 und R g
deren Gitterableitwi,derstände. Diese Widerstände dienen nur zum Zweck, die Röhren
betriebsfertig zu gestalten, spielen aber keine weitere Rolle in der Umwandlung
des Spannungsverlaufes a in den Spannungssto13 i.
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Die Kathodenwiderstände R io und R i i, zu «-elchen dive Kondensatoren
C 5 und C 6 parallel geschaltet sind, dienen zur Erzeugung einer für die Röhren
i und 2 notwendigen negativen Vor-Spannung* Der Erfindung können auch andere Schaltungsmöglichkeiten
zugrunde liegen. Beispielsweise kann durch eine' andere Reihenfolge der Ableitungen
und Unterdirückungen des Spannungsverlaufes die Umwandlung eines allmählich veränderlichen
Impulses in einen Stromstoß ermöglicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann
z. B. auch in Anwendung gelangen, wenn die gegebene Ausgangsspannung nicht von der
Form a (Fig. i) ist, sondern schon der Form b entspricht, also statt einen maximalen
bzw. minimalen Wert einen Nullwert besitzt. Die Schaltung wird entsprechend vereinfacht.
Die -"-nannte Schaltung kann überall zur Anwendung kommen., wo mit sehr hoher G.enauigk.eit
die Lage oder der Zeitpunkt, bei welcher eine progressive Funktion ihren maximalen,
minimalen oder Nullwert erreicht, festgestellt werden muß. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung liegt darin, daß ohne jegliche Ein- oder Nachstellung die genannte
richtige Lage oder der Zeitpunkt in voller Unabhängigkeit vom absoluten Wert der
Funktion angegeben wird.