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Schaltungsanordnung zur Gewinnung von positiven Spannungsimpulsen
großer Leistung In der Technik werden häufig positive Spannungsimpulse großer Leistung
benötigt, d. h. ein Spannungsverlauf, wie er in Abb. i dargestellt ist. Das sogenannte
Tastverhältnis, @d. h. das Verhältnis der Impul,sdIauer t zu der Dauer T der zwischen
den Impulsen liegenden Pause, muß dabei häufig sehr klein sein. Praktisch kommen
vielfach Tastverhältnisse von i : 103 in Betracht. Wenn man einen Spannungsverliauf,
wie er in Abb. i ,dargestellt ist, mit Hilfe einergewöhnlichen Röhrenschaltung,
d. h. mit Hilfe einer Verstärkerröhre,deren Belastungswiderstand im Anodenkreis
li@e@gt, herstellen will, muß man am Steuergitter negative Impulse zuführen, ,d.
h: einen Spannungsverlauf wählen, wie er in Abb. 2 am Steuergitter dargestellt ist.
Die Röhre io führt dann während ider Impulspause T Strom und wird während der Dauer
t der negativen Impulse gesperrt, so -daß am unteren Ende des Anodenwiderstandes
i i, d. h. an der Anode der Röhre io, positive Impulse entstehen, dia ja bei einer
Verstärkerröhre am Belastungswiderstand in der Anodenzuleitung dias Anodenpotential
gegenphas g zu dem Steuergitterpotential verläuft. Eine derartige Schaltung hat
jedoch bei kleinen Tastverhältnissen Iden praktisch sehr stark ins Gewicht fallenden
Nachteil, daß die Anodenverlustleistung außerordentlich groß wird, d. h. daß bei
einer gegebenen Röhre nur ein Impuls sehr kleiner Lei!stung gewonnen werden kann.
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Es liegt deshalb nahe, eine Röhre in der sogenannten Kathodenfolgeschaltung
zu verwenden, @d. h..
den Belastungswilderstand in dieKathodenzuleitung
zu legen, während die Anode unmittelbar an den positiven Pol der Anodenspannungsquelle
angeschlossen wind. Wenn man einer Röhre in dieser Schaltung, welche in Abb. 3 dargestellt-
ist, am Steuergitter Impulse mit positiver Polarität zuführt, so ruft der positive
Impuls einen Anodenstromstoß in der Röhre hervor, während in der Pause zwischen,
den Impulisen ;die Röhre stromlos bleiben kann. Am oberen Ende des Widerstandes
12 in der Kathodenzuleitung tritt daher wieder eine Impulsreihe. mit positiver Polarität
auf. Auch die Schaltung nasch Abb.3 ist jedoch praktisch. noch nicht befriedigend,
,da die Gegenkopplung die. Ausnutzung ,der vollen Röhrenleistung verhindert. Die
Amplitude der positiven -Impulse ;am Steuergitter muß nämlich praktisch sogar noch
etwas größer gemacht wenden :als die Amplitude der gewünschten Spannungsiimpu-lse
am Kathodenwiderstand 12. Wenn die Röhre leistungsmäßig gut ausgenutzt werden soll,
muß ferner ein großer Teil,der Anodenspannung als Amplitude der Impulse am Belastungswiderstand
erscheinen, :d. h. bei einer Höhe der Ano.denspannungsquelle von beispielsweise
zrooo Volt sollen die positiven Impulse am Widerstand 12 beispielsweise i&oo
Volt erhalten. Für :die Röhre bleiben also als Spannung zwischen Kathode und Anode
nur 2too Volt übrig, und im ,allgemeinen wird eine Verstärkerröhre bei einer so
niedrigen Anodenspannung nicht mehr den vollen Strom liefern können. Gemäß der Erfindung
wenden deshalb zur Gewinnung von positiven Spannungsimpulsen großer Leistung gegebene-
Impulse mit positiver Polarität zwischen dem Steuergitter einer und Erde zugeführt,
in deren Kathodenzuleitung sich ein. Widerstand befindet,- und -eine zur Beschleunigung
der Elektronen dienende positive Elektrode dieser Röhre wird auf hohem Potential
g egenüber derRöhrenkathode festgehalten; während die gewünschten Impulse zwischen
der Röhrenkathode und Erde abgenommen werden.
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Es ist #auch bereits bekannt (englische Patentschrift 448 42'1, Fig.
2), bei einer Verstärkersc'haltung, welche zur Verstärkung von Photozellenspannungen
dient und bei welcher die zu verstärkende Spannung zwischen Gitter und Kathode (urnd
nicht zwischen Gitter und Erde) einer Röhre zugeführt wird, die in ihrer Kathodenzuleitung
einen Widerstand enthält, eine positive Edektrodt der Röhre, nämlich ein Schirmgitter,
auf festem Potential gegenüber der Kathode zu ,halten. Diese bekannte Schaltung,
die in Abb. 4 der Zeichnung dargestellt ist, dient .aber nicht zur Gewinnung von
positiven Impulsen- großer Leistung, und die Verbindung des Schirmgitters über einen
Kondensator mit der Kathode hat nur den Zweck; die Eingangskapazität der Röhre möglichst
zu verkleinern. Dies wird auch beider bekannten Schaltung dadurch erreicht, daß
der Kondensator 13 zusammen mit dem Widerstand 14 eine so hohe Zeitkonstante erhält,
:daß das Schirmgitterpotentialden Schwankungen des Kathodenpotentiels praktisch
folgt, so daß zwischen Schirmgitter--und Sfeuergitter der Rährc in der bekannten
Schaltung nur verschwindend ge ringe Wechselspannungen auftreten und daher dii(
Photozelle keinen Ladestrom zur Umladung idei Kapazität zwischen Steuergitter und
Schirmgitter zu liefern braucht. Dagegen spielt der Gesichtspunkt welcher für die
Schaltung maßgebend. ist; bei der bekannten Schaltung keine Rolle @da sich Im bekannten
Falle dämlich nicht, wie bei d:er Gewinnung von positiven Impulsen großen Leistung,
die vorhandene Anodenspannung znm größten Teil an :den Belastungswildenstand im
Kaihoidenkreis legen muß, sondern vielmehr nach wie vor zwischen Kathode und Anode
der Röhre vorhanden ist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 5 .dargestellt. In
dieser bedeutet-,2i eine Schirmpitterröhre; deren Schirmgitter über einen Kondensator
22 mit der Kathode der Röhre und über einen Widerstand 23 mit dem positiven Pol
.der Anodens.pan.nungsquelle verbunden ist. Die Anode -der Schirmgitterröhre ist
unmittelbar mit dem positiven Pol der Anodenspannungsqued.le verbunden, während
zwischen Kathode und Erde der Belastungswiderstand 24, an (dem @d:ie positiven Impulse
großer Leistung erzeugt wenden sollen, liegt. Zwischen dem Steuergitter -der Röhre
21 und Erde liegen positive Impulse, id. h. der Spannungsverlauf i'g. Während der
Pause T zwischen zwei Impulsen ist:die Röhre 2.1 stromlos. Zu diesem Zweck wind
in den Stenengitterkreis entweder noch: eine feste - negative Vonspannu:ng eingeführt,
-oder die .Impulsspannung wird über :einen Kopplungskondensator in :den Steuengitterkreis
eingeleitet, so,daß am Steuergitter selbstderSpannungsverlauf n:achAbb. 6, d.h.
dine reohteckförmige Wechselspannung mit (der Nullinie o-vorhanden ist. Bei jedem
positiven Impuls :dieser Spannung wird in der Röhre 21 ein Anodenstrom erzeugt,
und es bildet sich demgemäß am Widerstand 24 ein Spannungsabfall von der durch Plus-,und
Minuszeichen angedeuteten Polarität und einer Größe, die mit der Höhe der Anodenspannung
vergleichbar bist. In der Pause zwischen zwei Impulsen, in der die Röhre stromlos
ist, hat sich der Kondensator e2 sauf eine Spannung von,der ebenfalls durch Plus-
und Minuszeichen angedeuteten Polarität und von der Größe der Anodernspannungsquelle
aufgeladen. Bei einem positiven Impuls am Steuergitter fließt in der Röhre Anodenstrom
und Schirm--gitterstrom. Die Größe des Kondensators 22 ist jedoch derart gewählt,
daß der Kondensator während der ganzen Impulsdauer t durch dien zum Schirmgitter
fließenden Strom keine wesentliche Spannungsänderung erfährt.An derRÖhre kegtalso
während der Impulsdauer nur eine kleine Anodenspannung, da ider größte Teil der
Spannung der Anodenspannungsquelle sich an den Widerstand 24 legt. Dagegen ist die
Schirmgitterspannung der Röhre, 2,1 hoch; da d:ie Spannung am Kondensator 22 während
der Impu@ls:d@auer praktisch gleich der Spannung (der Anodenspannungsquelle bleibt.
Die Röhre vermag also trotz ider geringen Anodenspannurig einen wesentlichen Anodenstrom
zu
führen und ist somit zur Erzeugung von Impulsen großer Leistung
an dem Verbraucherwiderstand 24 hervorragend gut geeignet.
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Wenn die untere Belegung des Kondensators 22 in der Schaltung nach
Abb. 5 auf Erdpotential gelegt werden würde, wäre dies nicht im gleichen Maße der
Fall. Es würde sich idann nämlich der Spannungsabfall an dem Verbraucherwiderstand
24 von der Scehirmgitterspannung abziehen, und das Schirmgitter hätte zwar währendderPause
zwischen zwei Impulsen, in welcher (die Röhre aber gesperrt sein muß, eine hohe
Spannung, hätte jedoch. während der Impulsdauer, in welcher ,die Röhre Strom führen
muß, nur eine niedrige Spannung gegenüber der Kathode.
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Man könnte es vielleicht als naheliegend ansehen, zur Aufrechterhaltung
einer hohen Schirm@gitterspannung während der Impulsdauer das Schirmgitter ebenfalls
mit,dem positiven Pol der Ano,denspannungsquelle zu verbinden. Hierdurch würde jedoch
nicht der durch die Erfindung erstrebte Erfolg einer Aufrechterhaltung der Schirmgitterspannung
während der Impuxlsdauer erreicht werden. Dagegen wird bei der Schaltung nach Abb.
5, in welcher die Gleichspannung -an der Schirmgitter-Kathoden-Strecke während ides
fortlaufenden Eintreffens von positiven Impulsen. am Steuergitter etwas unter die
Spannung der Anodenspannungsquelle absinkt, während jedes Impulses die Schirmgitterspannung
auf diesem hohen Wert gehalten, obwohl die Anodenspannung sich zumgrößten Teil an
den Verbraucherwiderstand 24 legt.