DE890103C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitlich linearen und gegen Erde symmetrischen Kippspannung - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitlich linearen und gegen Erde symmetrischen Kippspannung In den bekannten Schaltungen zur Erzeugung symmetrischer Kippschwingungen werden gewöhnlich zwei Lade- bzw. Entladeröhren benutzt, wobei die Kathode und damit die Gitterspannungsquelle der einen Röhre zwangsläufig gegen Erde Potentialschwankungen von der Größe der Symmetriehälfte ausführt.
• Es ist nun bereits eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitlich linearen und gegen Erde symmetrischen Kippspannung zur einmaligen Ablenkung des Elektronenstrahles in Braunschen Röhren, bei der zwei von einer Spannungsquelle über hohe Widerstände aufgeladene Kondensatoren über eine Elektronenstrecke entladen werden, die mit Hilfe einer erdfesten Spannung gesteuert wird, vorgeschlagen worden.
• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitlich linearen und gegen Erde symmetrischen Kippspannung zur periodischen Ablenkung des Elektronenstrahles in Braunschen Röhren, bei der während der Rücklaufzeit des Elektronenstrahles zwei Kippkondensatoren über je eine geeignete Impedanz in einen bestimmten Ladezustand gebracht werden. Bei der Anordnung nach der Erfindung wird nur eine Lade- bzw. Entladerƒhre benutzt, indem erfindungsgemäß der Hinlauf des Elektronenstrahles durch die zeitlineare Änderung des Ladezustandes mit Hilfe einer einzigen, beiden Kippkondensatoren gemeinsamen Elektronenstrecke erfolgt, wobei deren elektronische Leitfähigkeit durch eine erdfeste Spannung reguliert werden kann. Als Elektronenstrecke kann eine Mehrpolröhre, insbesondere Fünfpolröhre, benutzt werden, welche mit je einer Glüh- und einer Sekundäremissionskathode versehen ist.
• Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung an den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Figuren sind mit C, und Ca die beiden durch einen Rastenschalter 41 mechanisch gekoppelten Kippkondensatoren bezeichnet. Die Röhre 12 mit der Kathode 15, dem Steuergitter 14 und der Anode 13 dient zum schnellen Aufladen des Kondensators C, während des Rücklaufs, d. h. zum schnellen Hochreißen des Potentials U2 der Anode 2 in Richtung auf den. Flußpol 49 (vgl. Fig. 2). Eine weitere Röhre 42 mit einer Kathode 45, einem Steuergitter 44 und einer Anode 43 ist vorgesehen, um den Kondensator C a während des_ Rücklaufs schnell zu entladen, d. h. das Potential U3 der Sekundäremissionskathode 3 der Röhre i schnell in Richtung auf den Minuspol 5o niederzureißen. Während des Hinlaufs wird der Kondensator C1 über die Röhre i mit der Kathode 6, den Gittern 5 und q., der Sekundäremissionskathode 3 und der Anode 2 entladen. Der Entladestrom iC, teilt sich dabei auf gemäß I - y2; + 22'' - 23, . (b Der den Kondensator CIE aufladende Strom ist 2C = 22 - 23= 23" # (a a z , Es ist also wieder und die Kapazitäten müssen zwecks Erhaltung einer völlig symmetrischen Kippspannung das Verhältnis haben. Zur Erzwingung der Linearität müssen i3, . a und k konstant sein. Während des Hinlaufs bewegt sich also, wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, das Potential U2 der Anode 2 in Richtung auf den Minuspol 50 und das Potential U3 der Sekundäremissionskathode 3 in Richtung auf den Pluspol 49, bzw. es steigt die Anodenspannung sowohl an der Röhre i2 als auch an 42. Dagegen befinden sich die Röhren 12 und 42 während des Hinlaufs im gesperrten Zustand. Das Potential des Gitters =q der Röhre 12 gegen den Minuspol 50 ist gleich der Anodenspannung U2, der Steuerröhre 26. Da die Röhre 26 während des Hinlaufs einen starken Strom führt, ist das Gitter =q. viel negativer als die vom Pluspol 49 nach dem Minuspol 50 wandernde Kathode 15 der Röhre =2, wie in Abb. 2 dargestellt ist.
• Der Spannungsabfall am Widerstand ig bzw. dem ihm parallel geschalteten Kondensator 2o dient zur Erzeugung der -während' des Hinlaufs notwendigen negativen Gitterspannung des Gitters 44 der Röhre 42 gegen die Kathode 45 und wird über den Gitterwiderstand 18 dem Gitter q.¢ zugeleitet. Bei einer bestimmten Anodenspannung beginnt nun der Stromfluß durch die Röhren 12 und 42, wobei der Stromfluß durch 12 in bekannter Weise auf die Steuerröhre 26 einwirkt, die nun ihrerseits die Gitter =q. und 4.4 nach dem Pluspol 49 hochreißt, so daß die Röhren 12 und 42 in den leitenden Zustand gebracht sind und damit der Rücklauf einsetzt. Dabei sinkt die Anodenspannung der Röhren 12 und 42. Durch das baldige Versiegen des Anodenstromes in 12 wird nun die Röhre 26 geöffnet, die nun ihrerseits die Gitter =q. und 44 entsprechend demZusammenbruch der Anodenspannung an 26 in Richtung auf das Potential des Minuspols 50 zu bewegt. Damit hat der Hinlauf wieder begonnen. Die in die Gitterleitung geschalteten Widerstände 24 und 8 dienen zur Dämpfung bzw. möglichst zur völligen Unterdrückung etwaiger ultrakurzer Wellen.
• Bei dem Betrieb der Sekundäremissionsröhre i muß vermieden werden, daß die Spannung der Sekundäremissionskathode 3 gegen die Glühkathode 26 einen bestimmten positiven Wert U3minunter -schreitet, d. h: der Kondensator Ca darf während des Rücklaufs nicht ganz entladen werden. Zur Lösung dieser Aufgabe stehen verschiedene Möglichkeiten offen. Die Fig. i zeigt folgenden Weg: In die Anodenleitung der Röhre 42 ist der Widerstand 21 eingefügt, dessen Wert so bemessen ist, daß der durch die Röhre 422 fließende Strom während der Rücklaufzeit an Ca dieselbe Spannungsänderung bewirkt wie der durch i2 fließende Strom an Cl, d. h. auch der Rücklauf wird symmetrisch. Am Ende des Rücklaufs wird dann, wie oben ausgeführt, die Röhre 42 gesperrt und damit ein weiteres Entladen von Ca verhindert. Ohne den Widerstand 21 wäre der Strom durch 42 größer, und der Kondensator C], könnte sich unter den Sollwert U3mzin entladen. Der Widerstand 2i kann im inneren Widerstand der Röhre 42 enthalten sein. Man kann also auf den Widerstand 21 verzichten, wenn man eine geeignete Röhrentype 42 wählt bzw. die Heizung der Kathode 45 reguliert. Weiterhin kann auch die Größe .des auf das Gitter 44 kommenden Impulses mit Hilfe der passend gewählten Größe des Kondensators 17 reguliert werden.
• Ein weiterer grundsätzlicher Lösungsweg besteht im Einschalten einer Schranke in den Entladeweg des Kondensators Ca. Die Fig. 3 zeigt in der Kathodenleitung der Röhre q.2 eine Quelle konstanter Spannung in Gestalt einer über den Vorwideistand 48 gespeisten stabilisierenden Gasentladung 46, der zwecks Kurzschluß von Hochfrequenzströmen der Kondensator 47 parallel geschaltet ist. Der Kondensator C,1 kann sich nur bis zur Spannung der Spannungsquelle ¢6 entladen, gleichgültig wie groß der Entladestrom ist.
• Mit der zuvor behandelten Aufgabe ist auch das Problem des Einschaltens der Anlage verwandt. Da vor dem Einschalten der Quelle 49-5o der Kondensator Ca entladen ist, ist die Anordnung zunächst nicht startfähig. Mit Rücksicht auf die Spannungslosigkeit der Sekundäremissionskathode 3 bleibt die Röhre i im wesentlichen stromlos. Um den Kippvorgang einzuleiten, ist daher die Sekundäremissionskathode 3 über einen hochohmigen Widerstand 51 mit dem Pluspol 49 verbunden, wodurch beim Einschalten dem Kondensator Ca die notwendige positive Ladung zugeführt wird. Aus Symmetriegründen ist auch die Anode 2 über einen hochohmigen Widerstand 52 mit dem Pluspol 49 verbunden.
• Die Einstellung der Kippamplitude geschieht nach Maßgabe der am Widerstand 25 und der Steuerröhre 26 erfolgten Spannungsteilung bzw. nach Maßgabe der Größe der auf das Gitter 30 gelangenden Impulse. Es ist darauf zu achten, daß in jedem Fall das Potential der Anode 2 um einen Minimalbetrag positiverbleibt als das der Sekundäremissionskathode 3, damit die Kippspannung bis zum Ende des Hinlaufs linear bleibt; es soll also UZmin > Us.dx sein.
• Die Grobeinstellung der Kippfrequenz bzw. Kippgeschwindigkeit erfolgt durch stufenweise Veränderung der Kondensatoren CIund Ca, die Feineinstellung durch Verändern des Kathodenwiderstandes 7, mit dem die Ströme ic, und ic" geregelt werden können. Der während des Hinlaufs den Kondensator Ca aufladende Strom i.c I fließt während des Rücklaufs über die Röhre 42 und den Kathodenwiderstand ig nach dem Minuspol 5o. Bei Konstanz des Widerstandes ig wären also bei verschiedener Feineinstellung die Gittervorspannung der Röhre 42 und damit die Spannungswerte, bei denen die Entladung des Kondensators Ca beginnt bzw. aufhört, verschieden groß, so daß die Güte der Symmetrie der Kippspannung von der Feineinstellung abhängig wäre. Um dieses zu verhüten, ist der Kathodenwiderstand ig veränderlich ausgebildet und mit dem Kathodenwiderstand 7 mechanisch fest gekoppelt, so daß bei Vergrößerung des Widerstandes 7 auch eine Vergrößerung des Widerstandes ig eintritt und umgekehrt.
• Es ist bekannt, daß die Länge der Rücklaufzeit von der Größe der Kippkondensatoren und den Lade- bzw. Entladeströmen abhängt. Damit nun die Form der Gitterimpulse an den Röhren 12 und 42 bei allen Kippgeschwindigkeiten übereinstimmt und damit die Symmetrie der Kippspannung garantiert ist, ist es bei einem Kippgerät mit sehr großem Frequenzbereich vorteilhaft, die an der Steuerröhre 26 auftretende Spannung über einen frequenzunabhängigen Spannungsteiler dem Gitter 44 zuzuführen. In der Fig. 2 ist dieser Spannungsteiler mit 53, 54 und 55 bezeichnet. Der zum Widerstand 55 parallel zu liegende Kondensator wird von der Gitter-Kathoden-Kapazität der Röhre 42 gebildet. Der Kondensator 56 dient nur zur Gleichstromabblockung. Es besteht auch die Möglichkeit, unter Weglassen des erwähnten Spannungsteilers eine zweite Steuerröhre zu verwenden, deren Eingang dem Eingang der Röhre 26 parallel geschaltet ist und deren Ausgang über einen Kondensator mit dem Gitter 44 der Röhre 42 in Verbindung steht. In den Fig. i und 3 ist das eine Ende der Kippkondensatoren C, bzw. Ca mit der Anode 2 bzw. der Sekundäremissionskathode 3 der Röhre i verbunden, während das andere Ende gemeinsam an den Minuspol 5o gelegt ist. Indessen besteht die Möglichkeit, das andere Ende an einen beliebigen Punkt konstanter Spannung innerhalb oder auch außerhalb des durch die Spannungsquelle 49, 5o gegebenen Spannungsintervalls zu legen. Die Fig. 4 bis 8 zeigen einige Möglichkeiten.
• An Stelle der in den Fig. i und 3 gezeigten Hochvakuumröhren 12 und 42 können bei einem Generator mit geringerem Frequenzbereich auch in bekannter Weise Gasentladungsgefäße verwandt werden, so daß die Steuerröhre 26 mit Zubehör wegfällt. Es ist in diesem Falle erwünscht, am Gitterwiderstand der Röhre 12 einen Direktorimpuls zu erzeugen und dem Gitter der Röhre 42 zuzuführen.
• Die Synchronisierung Sy erfolgt über eine besondere Synchronisierröhre 57 auf das Gitter 3o der Röhre 26 oder auch auf deren Schirmgitter z9 oder auf deren Anode 27. Im Falle der Verwendung von Gasentladungsgefäßen an Stelle der Röhren 12 und 42 erfolgt die Synchronisierung Sy über die Synchronisierröhre 57 auf das Gitter des Gefäßes 12.

Claims (22)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitlinearen und gegen Erde symmetrischen Kippspannung zur periodischen Ablenkung des Elektronenstrahles in Braunscheu Röhren, bei der während der Rücklaufzeit des Elektronenstrahles zwei Kippkondensatoren über je eine geeignete Impedanz in einen bestimmten Ladezustand gebracht werden und der Hinlauf des Elektronenstrahles durch die zeitlineare Änderung des Ladezustandes mit Hilfe einer einzigen, beiden Kippkondensatoren gemeinsamen Elektronenstrecke erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrecke aus einer Mehrpolröhre, insbesondere Fünfpolröhre, besteht, welche mit je einer Glüh-und einer Sekundäremissionskathode versehen ist, und daß die Kippkondensatoren mit dem einen ihrer Pole an die Anode bzw. an die Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke und mit dem anderen Pol an je einen beliebigen, innerhalb oder außerhalb des durch die den Kippgenerator speisenden Spannungsquelle gegebenen Spannungsintervalls gelegenen Punkt konstanten Potentials angeschlossen sind.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektronenstrecke eine Mehrpolröhre, insbesondere Fünfpolröhre, benutzt wird, welche mit je einer Glüh-und einer Sekundäremissionskathode versehen ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippkondensatoren mit dem einen ihrer Pole an die Anode bzw. an die Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke und mit dem anderen Pol an je einen beliebigen, innerhalb .oder außerhalb des durch die den Kippgenerator speisenden Spannungsquelle gegebenen Spannungsintervalls gelegenen Punkt konstanten Potentials angeschlossen sind.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grobeinstellung der Kippgeschwindigkeit in beiden Zweigen verschiedene, durch einen gemeinsamen Rastenschalter umschaltbare Kondensatoren benutzt werden.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippkondensatoren eine dem sie durchfließenden Strom proportionale Größe besitzen.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feineinstellung der Kippgeschwindigkeit in die Leitung der Glühkathode der Elektronenstrecke ein nach einer geeigneten Funktion regelbarer Widerstand gelegt ist, dessen Spannungsabfall ° über einen Dämpfungswiderstand der Steuerelektrode der Elektronenstrecke zugeführt wird.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gitter-Kathodenraum vom Anoden-Sekundäremissionskathodenraum der Elektronenstrecke durch eine besondere, auf geeignetem, Potential gehaltene Schirmelektrode getrennt ist. B.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgriffe von Anode und Sekundäremissionskathode auf die Glühkathode der Elektronenstrecke klein oder gleich groß oder klein und von derselben Größe sind. g.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Potential der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke so gewählt wird, daß der Sekundäremissionsfaktor über den von der Sekundäremissionskathode bestrichenen Spannungsbereich konstant ist. io.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß durch geometrische bzw. elektronenoptische Mittel der Anoden-Sekundäremissionskathodenraum der Elektronenstrecke so ausgestaltet ist, daß der von der Anode durch die Fläche der Schirmelektrode fließende Strom klein ist gegen den von der Sekundäremissionskathode durch diese Fläche fließenden Strom und vorzugsweise spannungsunabhängig ist. ii.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekun= däremissionskathode und aus Symmetriegründen auch die Anode der Elektronenstrecke über hochohmige Widerstände an einen Punkt genügend positiven konstanten Potentials angeschlossen sind. i2.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Impedanzen, über die die beiden Kippkondensatoren während der Rücklaufzeit des Elektronenstrahles in einen bestimmten Ladezustand gebracht werden, aus Gasentladungsgefäßen oder Elektronenröhren bestehen.
13. 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch r oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anodenleitung der Entladungsröhre, die mit der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke in Verbindung steht, ein Widerstand bestimmter Größe geschaltet ist bzw. daß die Entladungsröhre eine bestimmte Kennlinie besitzt bzw. daß die Heizung der Entladungsröhre einen bestimmten Wert beträgt bzw. daß die auf den Eingang der Entladungsröhre gelangenden Impulse, falls diese eine Elektronenröhre ist, eine bestimmte Größe besitzen, wobei der Einfluß der genannten Maßnahmen derart gewählt wird, daß auch der Rücklauf der Kippspannung symmetrisch erfolgt.
14. 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kathodenleitung der Entladungsröhre, die mit der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke in Verbindung steht, eine Quelle konstanter Spannung gelegt ist, die größer ist als die kleinste noch zulässige Spannung der Sekundäremissionskathode gegen die Glühkathode der Elektronenstrecke.
15. 15. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kathodenleitung der Entladungsröhre, die mit der Seleundäremissionskathode der Elektronenstrecke in Verbindung steht, ein Widerstand mit einem Parallelkondensator zur Erzeugung der negativen Gitterspannung gelegt ist.
16. 16. Schaltungsanordnung nach Anspruch = und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenwiderstand -der mit der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke verbundenen Entladungsröhre veränderlich ist und durch ein gemeinsames mechanisches Glied mit dem zur Feineinstellung der Kippgeschwindigkeit bestimmten Kathodenwiderstand der Elektronenstrecke derart in Verbindung steht, daß bei Veränderung der Kathodenwiderstände beide ihre Größe in demselben Sinne ändern.
17. 17. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Entladungsröhren, die mit der Anode bzw. der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke in Verbindung stehen, falls sie Hochvakuumröhren sind, von einer gemeinsamen Steuerröhre gesteuert werden, wobei die Ausgangsspannung der Steuerröhre unmittelbar an das Gitter der mit der Anode der Elektronenstrecke verbundenen Entladungsröhre, dagegen über einen Spannungsteiler an den Eingang der mit der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke verbundenen Entladungsröhre führt.
18. 18. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ausgangsspannung der Steuerröhre aufteilende Spannungsteiler frequenzunabhängig ist. ig.
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Entladungsröhren, die mit der Anode bzw. der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke in Verbindung stehen, falls sie Hochvakuumröhren sind, von je einer besonderen Steuerröhre gesteuert werden, deren Eingänge parallel geschaltet sind. _ 2o.
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippamplitude vermittels der Dimensionierung der Steuerstufe nur so groß gewählt wird, daß das geringste Potential der Anode gegenüber dem größten Potential der Sekundäremissionskathode der Elektronenstrecke positiv genug ist, um alle Sekundärelektronen abzusaugen.
21. 21. Schaltungsanordnung nach Anspruch x oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Synchronisierung ein Teil der zu untersuchenden Spannung über eine entkoppelnde Röhre an einen Eingang oder den Ausgang der bzw. der einen Steuerröhre gelegt ist.
22. 22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Synchronisierung, falls die mit der Anode bzw. Sekundäremissionsmethode der Elektronenstrecke verbundenen Entladungsröhren steuerbare Gasentladungsgefäße sind, ein Teil der zu untersuchenden Spannung über eine entkoppelnde Röhre an die Steuerelektrode der Gasentladungsgefäße gegeben wird.