DE888585C

DE888585C - Gluehkathodenroehrenschaltung fuer die Erzeugung von Potential-aenderungen von geradliniger Saegezahnform und/oder von Impulsen mit rechteckiger Kurvenform

Info

Publication number: DE888585C
Application number: DEC1883A
Authority: DE
Inventors: Brian Cliffor Fleming-Williams
Original assignee: AC Cossor Ltd
Current assignee: AC Cossor Ltd
Priority date: 1944-04-19
Filing date: 1950-08-02
Publication date: 1953-09-03
Also published as: NL138132C; US2552949A; BE482113A; GB578135A

Description

Die Erfindung betrifft Glühkathodenröhrenschaltungen, die zur Erzeugung linearer Kippschwingungen (Potentiale von Sägezahnform) und/oder steiler Impulse (Potentiale von rechtwinkliger Kurvenform) dienen und einen Röhrenverstärker aufweisen, bei dem ein Punkt des Anodenkreises durch ein Differentiationsglied an einen Punkt von konstantem Potential angeschlossen ist und dessen Eingangsspannung vom ίο Differentiationsglied abgeleitet wird, so daß eine im wesentlichen zeitlich lineare Potentialänderung an der Röhrenanode erhalten wird. ,

Eine erfindungsgemäße Schaltung dieser Art weist einen Gleichrichter auf, der zwischen eine der Röhrenelektroden und eine der Zündung dienende Stoßspannungsquelle geschaltet ist, so daß an diese Elektrode eine Potentialänderung angelegt werden kann zwecks Auslösung einer Kippschwingung an der Röhrenanode und diese Elektrode nachher während des ganzen Verlaufs der Anodenpotentialkippschwingung von der Zündquelle getrennt wird.

Die Zeichnung gibt das Schaltdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Anordnung nach der

Erfindung, welches bei. Zuführung eines Zünd-impulses au der einen Ausgangsklemme eine einzige lineare Kippschwingung, der eine automatische Rückführung folgt, und\ an der anderen. Ausgangsklemme einen einzigen rechteckigen Impuls liefert.

Die Röhre Vi.ist eine Pentode. Die Kathode dieser Pentode Vi ist über einen Vor Spannungswiderstand R 5 an Erde gelegt. Steuergitter und Anode sind durch einen Kondensator Ci gekoppelt und das Steuergitter ist über einen hohen Widerstand R 3 an die positive Leitung gelegt, die auf 300 V gegenüber Erde sein, kann, wobei die Spannung vorzugsweise stabilisiert ist. Ein kleiner Sperrwiderstand R 10 ist in die Steuergitterzuführung eingeschaltet, um Störschwingungen zu vermeiden. Eine Diode D 2, deren Kathode an Erde liegt, verhindert, daß das Steuergitterpotential merklich über. das. Erdpotential steigt.

Die Anode ist über einen Anodenbelastungswiderstand i?4 an die positive Leitung angeschlossen, Sie ist weiterhin überfeine Diode D 1 an den Gleitschieber eines Potentiometers R 1 gelegt, das zwischen die positive Leitung und Erde geschaltet ist. Auf diese Weise kann das Anodenpotential nicht merklich über das mittels des Gleitschiebers des Potentiometers Ri eingestellte Potential steigen.

Schirmgitter und Fanggitter sind durch einen Kondensator C 2 gekoppelt. Der Schirmgitterstrom wird aus der positiven Leitung über die Widerstände R6 und Ry entnommen, wobei die Spannung am Widerstand R6 durch einen Kondensator C4 gegen Erde geglättet wird. Das Fanggitter ist über einen Widerstand R 2 von einer Spannungsquelle vorgespannt, die etwa —15 V gegen Erde aufweisen kann.

Damit das Fanggitterpotential nicht merklich über das Kathodenpotential steigen kann, ist zwischen das Fanggitter und die Kathode der Röhre V ι eine Diode D 4 eingeschaltet.

Um der Schaltung entweder einen positiv gerichteten oder einen negativ gerichteten Zündimpuls zuführen zu können, sind unterschiedliche Anordnungen dargestellt. -Der Kontakt T1 für die Anlegung eines positiven Zündimpulses ist über einen Kondensator C 3 an die Anode der Diode D 3 angeschlossen. Diese Anode ist in Ruhe 20 V negativ gegenüber ihrer Kathode vorgespannt, so daß die Amplitude des Impulses diesen Wert überschreiten muß, bevor er die Schaltung beeinflussen kann. Diese Vorspannung wird durch ein Potentiometer R 8, Rg geliefert, das zwischen Erde und dem Ende des; Widerstands R 6 liegt und dessen Spannung durch den Kondensator C 4 geglättet wird.

Der Kreis ist stabil, wenn die Anode sich nahezu auf dem Potential des Gleitschiebers am Potentiometer Ri befindet und wenn das Fanggitter auf dem Potential seiner Vorspannungsquelle ist. Der gesamte Kathodenstrom der Röhre Vi fließt- dann zum- Schirmgitter. Das Steuergitter wird durch die Diode Ό 2 nahezu auf Erdpotential gehalten, und das Potential zwischen Kathode und Steuergitter wird daher durch den Widerstand R 5 bestimmt.

Angenommen, daß der Klemme T ι ein positiver Zündimpuls zugeführt wird, der genügt, die zwischen die Elektroden der Diode D 3 gelegte Vorspannung zu überwinden, so werden die Potentiale des Schirmgitters und des Fanggitters gemeinsam gehoben. Ein Anodenstrom der Röhre V1 beginnt in dem Maße zu fließen, wie ein solcher bis zu diesem Zeitpunkt in der Diode Di geflossen ist. Wenn dieser Stromfluß genügt, um die Diode D1 abzuschalten, so beginnt das Potential der Anöde der Röhre V ι zu fallen. Infolge der Kopplung zwischen der Anode und dem Steuergitter über den Kondensator C1 wird das Steuergitter negativ gemacht, so daß die Diode D 2 abgeschaltet wird und der Kathodenstrom der Röhre Vi absinkt. Das Schirmgitterpotential steigt'daher weiter an und nimmt das Fanggitter mit. Die Wirkung ist kumulativ und schreitet »5 außerordentlich schnell vorwärts, bis ein metastabiler Zustand erreicht wird, in dem der Anodenstrom nahezu gleich der Summe der Ströme durch die Widerstände R 3 und R4. ist. In diesem metastabilen Zustande ist der Strom durch den Widerstand A3 der zum Kondensator C ι fließende Strom.

Während des Übergangs vom stabilen zum metastabilen Zustand beträgt der Potentialfall an Anode und Steuergitter nicht mehr als etwa 3 V. Gleichzeitig kann das Schirmgitterpotential auf etwa 60 V steigen. Das Fanggitterpotential wird jedoch durch die Diode D 4 daran gehindert, merklich über das Potential der Kathode zu steigen, und-der Kondensator C 2 wird daher aufgeladen. Diese Ladung fließt während des folgenden 'Kreislaufs langsam über den Widerstand R 2 ab, läßt jedoch am Fanggitter zur Zeit des Eintreffens des nächsten Zündimpulses eine beträchtlich negativere Vorspannung, als sie ausschließlich durch die negative Gittervors.pannungsquelle geliefert wurde. Das Fanggitter weist daher in gewissem Umfange eine automatische Vorspannung auf, und der tatsächliche Wert des angelegten negativen Gitterpotentials ist daher nicht sehr kritisch.

Während des metastabilen Zustande führt das Anodenpotential eine lineare Kippschwingung nach unten durch, während das Steuergitterpotential über einen kleinen Teil seines Aussteuerbereichs eine nahezu lineare Kippschwingung nach oben innerhalb eines kleinen Teils seines Austeuerbereichs durchführt. Die Geschwindigkeit dieser Potentialkippschwingungen wird durch die Werte des Widerstands R 3 und des Kondensators C ι bestimmt. Die Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators Ci wird im wesentlichen der Entladüngsgeschwindigkeit entsprechen, die er haben würde, wenn er in Reihe mit einem Widerstand, der G-mal so groß wäre wie der Widerstand R 3, an einer Gleichspannungsquelle liegen würde, die (7-mal die Spannung der positiven Leitung auf-

weisen würde, wobei G der Verstärkungsfaktor der Röhre- Vi als Verstärker im vorliegenden Stromkreis ist Während dieser Kippschwingungen der Anoden- und Steuergitterpotentiale wird das Potential des Schirmgitters ungefähr konstant bleiben, und daher bleibt auch das des Fanggitters konstant, da die Zeitkonstante C 2, R 2 im Verhältnis zur Dauer der Kippschwingung groß ist.
Die Beendigung des metastabilen Zustands wird

ίο automatisch eintreten, wenn die Anode ein sehr niedriges Potential erreicht hat, da der Schirmgitterstrom dann ansteigt, so daß die Schirmgitter- und Fanggitterpotentiale beide abfallen. Der Anodenstrom wird dann unterbrochen, und das Anodenpotential fährt weiter fort zu steigen, da der Kondensator Ci über den Widerstand R 4 und die Diode D 2 geladen wird. Die Diode D 2 bewirkt, daß das Potential des Steuergitters nicht über Erdpotential steigen kann. Wenn das Potential der Anode das des Gleitschiebers am Potentiometer R1 erreicht, ist der stabile Zustand wieder hergestellt und die Schaltung ist wieder bereit, bei Anregung durch einen Zündimpuls zu arbeiten. Es ist verständlich, daß das durch den Gleitschieber am Potentiometer Ri ausgewählte Potential die Amplitude der Anodenpotentialkippschwingung unabhängig von ihrer Geschwindigkeit festlegt.

Das Zündimpulsglied, welches in Verbindung mit der Klemme Ti dargestellt ist, hat den Vorteil, daß nach einer Zündung ein Zeitintervall folgt, währenddessen es nicht wieder betätigt werden kann, außer durch einen noch größeren Impuls als den, der durch den Wert der an die Diode D 3 gelegten festen Vorspannung bestimmt ist. Der Grund hierfür ist der zeitweilige Anstieg der Vorspannung infolge der weiteren Aufladung des Kondensators C 3 durch den Strom, der während der Zündung durch die Diode D 3 fließt.

Die zusätzliche Aufladung fließt langsam über den Widerstand i? 8 ab.

Die Diode .O3 dient dazu, den betrachteten Generatorkreis während des metastabilen Zustands von der nicht dargestellten Spannungsquelle zu isolieren, die an die Klemme T1 gelegt ist, welche die Zündimpulse liefert.

Diese Isolation schließt die Möglichkeit aus, daß weitere Potentialänderungen in der Zündquelle entweder die Anodenpotentialkippschwingung unterbrechen oder wenigstens die Linearität stören. Sie verhindert außerdem ein Rückwirken des Generatorkreises auf die Zündquelle.

Die Klemme T 3 und das dieser zugeordnete Netzwerk, welches die Diode D 5 umfaßt, ist eine Anordnung zur Anlegung negativer Zündimpulse an den Stromkreis. Dieses Netzwerk wird normalerweise nur an Stelle des die Klemme T1 und die Diode D 3 aufweisenden Netzwerkes und nicht zusätzlich zu diesem vorgesehen sein.

Negative Zündimpulse, die an die Klemme T 3 gelegt werden, erreichen die Anode der Pentode Vi über den Kopplungskondensator C 5 und die Diode D 5. In Anbetracht der Tatsache, daß der * Gleitschieber des Potentiometers R1 einstellbar ist, wird eine besondere Gleichstromquelle B zur Lieferung der Vorspannung für die Diode D 5 benutzt, damit negative an die Klemme T 3 gelegte Zündimpulse unwirksam sind, falls sie nicht eine vorgeschriebene Mindestamplitude überschreiten. Ein Widerstand Rn dient der Vergrößerung der Impedanz, an der sich die Zündimpulse aufbauen.

, Wenn ein negativer Zündimpuls an die Anode der Pentode V1 gelegt wird, so geht das Bremsfelddynatron (Transitron) vom stabilen in den metastabilen Zustand infolge derselben kumulativen Effekte über, die als Ergebnis der Zuführung eines positiven Zündimpulses von der Klemme T1 an das Schirmgitter beschrieben wurden.

Ebenso wie bei dem der Klemme T1 zugeordneten Netzwerk wird auch hier der Diode D 5 für einen Zeitabschnitt nach der Zündung eine zusätzliche Vorspannung erteilt. Diese ist eine Folge des Stroms, der vom Kondensator C 5 über die Diode D 5 fließt, und ihre Dauer wird von der Zeitkonsante C 5, Rn abhängen, die die Wiederaufladung des Kondensators C 5 bestimmt.

In Verbindung mit der Klemme T 4 ist noch ein weiterer Zündkreis dargestellt, und dieser wird wiederum normalerweise nicht vorgesehen werden, wenn eines der den Klemmen T1 oder T 3 zugeordneten Netzwerke vorhanden ist.

Die Klemme T4 wird für positive Zündimpulse benutzt, und diese werden über die Diode D 6 dem Fanggitter der Pentode Vi zugeführt, das als zweites Steuergitter dient, d. h. als ein Gitter, welches die Stromverteilung zwischen Anode und Schirmgitter steuert. Wenn eine Vorspannung gewünscht wird, kann ein Widerstand R12 an einen Punkt von festem positivem Potential gelegt werden, der negativer ist als der, an den der Widerstand R 2 angeschlossen ist. Ein zeitweiliger Anstieg der Vorspannung nach der Erregung wird wiederum infolge der Entladung des Kondensators C 6 über die Diode D 6 auftreten und seine Zeitdauer wird von der Zeitkonstante C 6, R12 abhängen.

Falls zur Verhinderung der Zündung durch kleine Potentialänderungen eine Vorspannung erforderlich ist, können negative Zündimpulse der Kathode der Diode D1 zugeführt werden. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit vermieden, irgendwelche zusätzliche Dioden D 3, D 5, D 6 zu verwenden. Falls dieses Verfahren benutzt wird, fügt man vorzugsweise einen weiteren Widerstand zwischen den Gleitschieber des Potentiometers R1 und die Kathode dieser Diode ein, um eine angemessene Impedanz für die aufzubauenden Zündimpulse zu schaffen.

Wenn am Ausgang des Kreises lineare Kippschwingungen gewünscht werden, können diese von der Anode der Röhre V1 abgenommen werden. Werden steile Impulse verlangt, so können diese vom Schirmgitter abgenommen werden. Die Form

der Wellenfront der Potentialstufe ist identisch mit der des oberen Teils eines positiven Zündimpulses, der an die Klemme T ι angelegt wird, vorausgesetzt, daß dieser Impuls schnell ansteigt. Die folgende Liste gibt eine Reihe von Werten für die verschiedenen Komponenten des Kreises, wie sie für die Erzeugung linearer Kippschwingungen und rechteckiger Impulse von einer Dauer in der Größenordnung von ioo μβ geeignet sind.

Rx =	25 kΩ
R2 =	ι ΜΩ
R3 =	500 kΩ
i?4 ⁼	300 -
RS =	200 Ω
R6 =	Ry= ίο kΩ
i?8 =	150 -
£9 =	100
ÄIO =	500 Ω
i?II =	~5o kΩ
R 12 =	150 -
Ci =	100 pF
C2 =	0,001 μΐ
C3 =	0,01
C₄ =	o,25 -
C 5 =	0,OI
C6 =	ο,Οΐ

Durch geeignete Änderungen der Werte der Komponenten kann die Dauer der erzeugten Kippschwingungen und Impulse auf die Größenordnung von mehreren Sekunden verlängert werden.

Die beschriebene Schaltungsanordnung kann auch zur Eigenerregung gebracht werden. Es werden dann periodische Ausgangs impulse erzeugt, die sich synchronisieren lassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Glühkathodenröhrenschaltung für die Erzeugung von Potentialänderungen von geradliniger Sägezahnform und/oder von Impulsen von rechteckiger Kurvenform mit einem ' Röhrenverstärker (V 1), bei dem ein Punkt des Anodenkreises über ein Differentiationsglied (Ci, R 3) an einen Punkt von konstantem Potential angeschlossen ist und bei dem die Eingangsspannung von dem Differentiationsglied (Ci, R 3) abgeleitet ist, so daß eine Spannungsänderung von im wesentlichen geradliniger Sägezahnform an der Röhrenanode erhalten wird, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter (Z) 3, Z) 5 oder D 6) zwischen einer der Röhrenelektroden und einer der Zündung dienenden Stoßspannungsquelle (Γι, Tz, T4), wobei der Gleichrichter so geschaltet ist, daß während des Verlaufs der Potentialänderung an der Anode die Elektrode von der Zündquelle isoliert ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1 bei Anlegung negativ gerichteter Zündspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (D 5) derart zwischen Röhrenanode und Zündquelle geschaltet ist, daß er mit seinem positiven Pol an der Anode der Röhre liegt.
3. Schaltung nach Anspruch 1 bei Anlegung positiv gerichteter Zündspannungen und Verwendung einer Röhre mit Schirmgitter, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (D'3) derart zwischen die Zündquelle und das Schirmgitter geschaltet ist, daß er mit seinem negativen Pol an dem Schirmgitter liegt.
4. Schaltung nach Anspruch 1 bei Anlegung positiv gerichteter Zündspannungen und Verwendung einer Röhre mit einem Schirmgitter und einem zweiten Steuergitter, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (D 6) derart zwischen die Zündquelle und das zweite Steuergitter geschaltet ist, daß er mit seinem negativen Pol an diesem Gitter liegt.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (D 3, D 5 oder D 6) vorgespannt ist, so daß eine Zündspannung unwirksam ist, wenn sie nicht die Größe der Vorspannung übersteigt.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem Gleichrichter (D 3, D 5 oder D 6) und der Zündquelle durch eine Impedanz (C 3, R 9; C 5, R11 oder C 6, R12) gebildet wird, die in Verbindung mit der Impedanz der Vorspannungsquelle ein solches Zeitkonstantenglied bildet, daß die Vorspannung jeweils während eines Zeitabschnitts nach der Einleitung einer Potentialänderung an der Anode erhöht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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