DE890849C - Elektronenroehrenanordnung zu Schalt- und Steuerzwecken - Google Patents

Description

• Elektrone#nröhrenanordnung zu Schalt- und Steuerzwecken Die Erfindung bezieht sieh auf eine Elektronenröhrenanordnung, die für Schalt- und Steuerzwecke oder ähnliche Anwendungsgebiete Bedeutung ;hat. Bei solchen Anordnungen, wie Rechengeräten, elektronischen Zählwerken oder Einrichtungen für elektronische Fernsprechgeräte, werden vielfach sogenannte Koizidenzröhren benötigt, bei denen ein Übertragungsweg in Abhängigkeit des zeitlichen Zusammentreffens einer Anzahl vom harz,d@auernid@en Steuerspannungen mehrerer verschiedener Impulsfolgen geschlossen oder geöffnet wird. So sind im Fernsprechwesen z. B. Übertragungssysteme erwünscht, bei denen verschiedenen Absendern und Empfängern zugehörige Nachrichten zunächst gemeinsamen Einkanalübertragungssystemen zugeleitet werden. Durch ein sogenanntes Zeitvielfach einer der Fernsprechteilnehmerzahl entsprechenden Anzahl von Impulsfolgen sind die zu den einzelnen Teilnehmern gehörenden Nachrichten getrennt, Mittels einer Verteilerröhre, die durch Kennimpulse gesteuert wird, schaltet isich .der Teilnehmer in die ihm zugehörige Impulsfolge ein.
• Es sind bereits Verteilerröhren vorgeschlagen worden, die diese Aufgabe erfüllen. Diese Röhren arbeiten nach dem Prinzip einer Vielgitterröhre, so daß im Zuge der Entladungsbahn hintereinander an einzelnen Stellen Steuerelektroden angeordnet sind, die von den Impulsen beaufschlagt werden. Dabei wird die Anordnung unter .anderem so getroffen, daß im Normalzustand eine negative Vorspannurig an :den, einzelnen Elektroden eine völlige Sperrung der Röhre bewirkt. Wenn nun an den einzelnen Steuerelektroden positive Spannungsimpulse auftreten, so kann trotzdem nur dann ein Anodenstrom fließen, wenn bei sämtlichen Steuerelektroden die negative Sperrspannung durch positive Impulse im gleichen Augenblick aufgehoben wird.
• Diese bekannten Verteilerröhren haben verschiedene Nachteile. So wird mit zunehmender Ordnungszahl der Impulsfolgen der Aufbau immer komplizierter, denn zur gegenseitigen Entkopplung und im Interesse eines stabilen Arbeitens müssen .die einzelnen Steuerelektroden zwischen Schirmelektroden .eingeschlossen sein. Es hat sich herausgestellt, daß nur .dann ein einwandfreies Arbeiten möglich ist, w,°nn die einzelnen Steuerelektroden einander elektrisch völlig gleichwertig sind. Diese Röhren sind nach Art von Hexoden aufgebaut, wobei zu beachten ist, daß mit einer normalen Hexode lediglich zwei Abhängigkeiten, nämlich am ersten und am dritten Steuergitter, möglich sind. Wenn man nun an Stelle von zwei .deren mehr Abhängigkeiten wünscht, ergibt sich ein außerordentlich umfangreiches und kompliziertes Elektrod,ensystem. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, d'aß mit zunehmender Anzahl der Steuerelektroden der innere Widerstand der Röhre ansteigt und bei einer größeren .Anzahl von Köizidenzen einen unzuläisisig hohen Wert annimmt.
• Dieser Nachteil wird durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung geht einen andbren Weg und verwendet an Stelle einer solchen Serienschaltung .eine Parallelschaltung der einzelnen Steuereinrichtungen. Diese wird erfindungsgemäß @da-durch erreicht, daß parallel zu einer Hauptentladungsbahn eine Anzahl von Hilfsentladungsstrecken vorgesehen sind, von denen jede einzeln durch Impulse gesperrt oder geöffnet wird, _ die derart untereinander und mit der Hauptentladungsstrecke gekoppelt sind, daß nur bei gleichen Betriebszuständen aller Hilfsentladungs,strecken @die Hauptentläidungsstrecke gesperrt oder geöffnet wierd.
• Die Hilfsentlad`ungsistrecken können idu.rch Triod@ensy.steme gebildet sein. Die Kopplung der Hi:lfsentladungs,strecke mit der HaupbentQ9dungsstrecke kann durch einen gemeinsamen.Kathodenwiderstand erfolgen. Es ist aber auch möglich, eine RC-Kopplung vorzusehen. Die einzelnen Röhrensysteme können in einem gemeinsamen Vakuumgefäß untergebracht sein. Es .ist andererseits aber auch möglich, getrennte Röhren hierfür vorzusehen. Bei der Unteerbringung der Systeme in einer gemeinsamen Röhre kann man sieh den Vorteil zunutze machen, daß bei den Hilfsentladungsstrecken sowohl die Kathoden als auch die Anoden ,gemeinsam sind. Je nach dem Verwendungszweck ist es auch möglich, eine gemeinsame Kathode für die HauptentIadungsstrecke un-d sämtliche Hilfsentladungsstrecken zu verwenden. Schließlich ist es auch möglich, die Anoden der Hilfsentladungsstrecken in der Röhre unmittelbar mit dem Schirmgitter der Haupten.tladungsstrecke zu verbinden, falls die Hauptentladungsstrecke als Schirmgitterröhre oder Pentode ausgbil-det wird.
• Die Erfindung ermöglicht weiterhin, je nach Wunsch mit positiven oder negativen Spannungsimpulsen zu arbeiten. Weiterhin gestattet die Erfindung.auch eine Impulsbegrenzung, die heispielsweise durch eine Gegenkopplung erreicht wird'.
• An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.. In Fig. z .ist ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung veranschaulicht. Innerhalb eines gemeinsamen Röhrenkolbens r befindet sich hier ein als Pentode ausgebildetes Hauptentladungssystem neben vier als Trioden arbeitenden Hi:lfsentladungsstrecken. Das zu übertragende Signal wird an die Eingangsklemme 2 angelegt. Die einzelnen Impulse, auf deren Koizi.denz .die Röhre anspricht, liegen an den Eingängen 3, 4, 5 und 6.
• Die Kathode 7 der Hauptentladungsstreeke ist mit den Kathoden 8, g, ro und zr der Hilf.sentladungsstrecken verbunden. Über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 12 liegen ,die Kathoden auf Nullpotential. Das Steuergitter 13 der Hauptentladungsstrecke erhält seine Gittervorspannung über den hochohmigen Widerstand 14. An dieses Gitter ist, wie erwähnt, die Leitung zum Einkanalzeitvielfach bei 2 angeschlossen. Die Anoden der Hilfsventladungsstrecke liegen auf positivere Potential, wobei gegebenenfalls ein Widerstand 14a zwischengeschaltet werden kann. Es. ist aber auch möglich, unter Weglassung ,dieses Widerstandes die Anoden unmittelbar mit einem positiven, Spannungspunkt der Spannungsquelle zu verbinden. Im Ruhezustand, wenn also an. den Eingangsklemmen 3 bis 6 keine Impulsspannungen auftreten, arbeiten die Hilfsentladungsistrecken entsprechend Odem jeweils eingestellten Gittervorspannungswert. Über die hochohmigen Widerstände 15, 16,17 und 18 wird eine schwache negative Gittervorspannung zugeführt, die so bemessen wird, daß der normale Anodenstrom in jedem der einzelnen Hilfssysteme fließt. Hierdurch wird ein Kathodenstrom verursacht, der an dem Kafhodenwi.derstand z2 einen Spannungsabfall bildet. Die Kathode wird dementsprechend ein gegenüber Nullpotential positives Potential annehmen, das um so größer ist, je höher der durch den. Widerstand 12 fließende Kathodenstrom ist. Die Schaltung kann leicht so bemessen werden, daß auf diese Weise eine ausreichende negative Gitterspannung über den Widerstand 14 an dem Steuergitter 13 der Hauptentladungsstrecke wirksam wird, um die Hauptentladungsstrecke völlig zu sperren. Wenn nun negative Spannungsimpuls,- an die Anschlüsse 3 bis 6 gelegt werden, so werden .die einzelnen Hilfeentladungsstrecken jeweils gesperrt, und der durch dien Widerstand 12 fließep-de Kathodenstrom nimmt ab. Man kann nun die Bemessung so vornehmen, daß erst dann, wenn an sämtlichen Hilfsentladungsstrecken der Kathodenstrom auf Null zurückgeht und somit am Kathodenwiderstand I2 kein Spannungsabfall mehr auftritt, die Sperrung am Gitter 13 aufgehoben

  wird. Damit ist der Entladungsweg der Haupt-

  entladun@g.sstrecke geöffnet, und es fließt ein Strom

  über den Arbeitswiderstand i9.

  Der Widerstand i4a wirkt bei dem dargestellten

  Ausführungsbeispiel für die Entsperrung der

  Hauptentladungsstrecke unterstützend, denn solange

  die Hilfsentladungsstrecken Strom führen, entsteht

  längs dieses Widerstandes 14a ein Spannungs-

  abfall, so daß das Schirmgitter 2o der Haupt-

  entladungsstrecke ein niedrigeres Potential be-

  kommt. Wenn nun die Hilfsentladungsstrecken in

  die Sperrphase üher-eh:n, so geht der durch den

  Widerstand i.Ia fli-eß,en(d@e Ano@dienisitrom zurück, und

  die Spannung am Schirmgitter 20 steigt. Ein Kon-

  ,d,enS:atOr 21 von geeignet bemessener Kapazität

  dient dazu., wechs-elistro,mmä:ßdg das Schirmgitter

  auf Nullpotenti=al zu bringen.

  Die Impulse, die auf die einzelnen Gitter der

  Hilfsentladungsstrecken arbeiten, müssen. natur-

  -emäß hinreichend groß sein, um die einzelnen

  Systeme zu sperren. Im übrigen können sie aber

  helichige Werte haben. Man kann in: manchen Fällen

  die: Dimensionierung so treffen, daß sich die Pen-

  tode bei Sperrung sämtlicher Hilfsentladungs-

  s@7steme im normalen Arbeitspunkt befindet. Dazu

  kann ein Teil der Kathode für eine Diodenstrecke

  aus--nutzt werden bzw. ein Gitter verkürzt oder

  weggelassen werden. Es ist im übrigen auch

  möglich, die Hauptentladungsstrecke nicht als

  Pentode, sondern auch als Tetrode oder, Triode

  auszubilden.

  Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbei-

  spiel erfolgt die Kopplung von Hilfsentladungs-

  system und Hauptentladungssystem über den ge-

  meinsamen Kafhodenwiderstand 12. Es ist nicht

  unbedingt ..erforderlich, die Kopplung auf diese

  Weise vorzunehmen, obwohl in manchen Fällen die

  dabei ,gleichzeitig erzielte Stromgegenkopplun.g

  Vorteile bringt. Statt dessen kann man eine Kon-

  densatorwiderstandskopplung vornehmen und die

  Kathoden voneinander trennen und gegebenenfalls

  mit -,-sonderten Kathodenwiderständen versehen.

  Eine Kondensatorwi.derstandskopplung würde dann

  bedeuten, daß in den Anodenkreisen der einzelnen

  Hilfsentladungsstrecken Arbeitswiderstände liegen,

  von denen ein Kondvensatorkopplun.gsglied zu der

  Steu--relektrode 13 des Hauptentladun:gssystems

  führt. Dabei ist es auch durchaus möglich, .die

  Anoden der einzelnen Entladungssysteme mitein-

  ander zu verbinden. Die Schaltung arbeitet bei

  RC-Kopplung mit .einem einzigen gemeinsamen

  Anodenwiderstand.

  Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. i isst

  derart, @daß im Ruhezustand die Hilfsentladungs-

  systeme arbeiten, während die Hauptentladungs-

  strecke gesperrt ist. Umgekehrt ist ein Avbeiten

  der Hauptentladungsstrecke wechselseitig mit einer

  notwendig:n Sperrung der Hilfsentladungsbahnen

  verknüpft. Es ist aber auch möglich, die Schaltung

  so aufzubauen, daß mit der gleichen Röhre im

  Ruhezustand sämtliche Entladungsstrecken gesperrt

  sind unfd in der Arbeitsstellung sämtliche Ent-

  la.d@ungsl,,alinen arbeiten.

  Eine solche Schaltung ist in Fig. ä veranschau-

  lic'ht. Hier wird die Hauptentladungsstrecke durch

  positive Impulse g.-öffnet, während bei dem in

  Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel Impulse

  im negativen Sinne notwendig sind. In einem

  gemeinsamen Vakuumgefäß 22 befinden sich eine

  als Pentode ausgebildete Hauptentladungsstrecke

  und eine Anzahl von Hilfsentladungsstrecken in

  Gestalt von Triodensyste@men. Zur Vereinfachung

  sind .die Anoden 23, 24., 25, die gegebenenfalls an

  Stelle von Einzelanoden durch eine gemeinsame

  Anode gebildet sein können, mit dem Schirmgitter

  26 der Hauptentladungsstrecke verbunden. Diese

  Elektroden liegen unmittelbar an positiver Span-

  nun-, während kathodenseitig -ein Widerstand 27

  vorgesehen ist. Dize Gittervorspannung, die über die

  hochohmigen Gitterwiderstände 28, 29 und 30 zu-

  geleitet wird, wird so eingestellt, daß die Hilfs-

  entladungsstrecken im Ruhezustand gesperrt sind.

  Wenn nun an die gemeinsamen Klemmen 31, 32

  und 33 Impulse im positiven Sinne auftreten, so

  fließen Anodenströme, die einen Spannungsabfall

  am Kathodenwiderstand 27 verursachen. Hierdurch

  wird das Gitter 34. der Hauptentladungsstrecke be-

  einflußt. Solange die Hilfsentladun.gsstrecken ge-

  sperrt sind und dementsprochend kein Kathoden-

  strom fließt, erhält das Gitter 34 über den Hoch-

  ohmwi.derstan.d 35 negative Potentiale solcher

  Größe, daß die Hauptentladungsstrecke mit Sicher-

  heit gesperrt ist. Mit zunehmendem Kathodenstrom

  durch den Widerstand 27 wird' der Spannungsabfall

  an diesem Widerstand größer, und die Gittervor-

  spannung für das Gitter 3.4 kommt auf immer

  höhere positive Werte, bis der Hauptentladungsweg

  schließlich geöffnet wird. Die Leitung zum Ein-

  kanalzeitvielfach kann an die Anschlußklemmen 36

  angelegt werden. Die Schaltung läßt sich verein-

  fachen, ind4:m unter Weglassung des Widerstandes

  35 das Gitter 34 unmittelbar mit den Kathoden 37,

  38 und 39 der Hilfsentladungsstrecken: verbunden

  wird. Diese Verbindung kann innerhalb der Röhre

  vollzogen werden, so daß sich eine besondere,

  vakuum,dicbte Herausführung erübrigt. In diesem

  Fall ist -es aber nicht möglich, die Leitung vom

  Einilcanal.z-e:itvi"elfach an die Fingangsl#:llemmle 36

  zu legen, vielmehr muß eine andere Elektrode der

  Hauptentladungsstrecke hierzu vorgesehen sein. Bei

  ,dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein An-

  schluß 4.o an das Bremsgitter .L1 angedeutet. Es ist

  aber auch möglich, an Stelle eines Pentodensystems

  hier eine Sexode oder sonstige Vielgitterröhre zu

  verwenden, bei der geeignete Steuergitter vor-

  handen sind.

  Zur Erzielung einer stabilen Arbeitsweise sind

  die entsprechend,en Gittervorspannungen jeweils

  auf den günstigsten Wert einzustellen. Die Kathode

  :a.2 der Hauptentl-ajdungsstrecke liegt auf . einem

  wählbaren, leicht positiven Potential. An der Anode

  4.3 der Hauptentladungsstrecke liegt in üblicher

  Weise ein Arbeitswiderstand 4.1. Während bei den

  dargestellten Ausführungsbeispielen indirekt ge-

  h=eizte Kathoden veranschaulicht sind, ist es auch

  möglich, mit direkter Heizung zu arbeiten. Auch

  bei --der in Fig. a dargestellten Schaltung ist eine Impulsbegrenzung durch die Gegenkopplung möglich. Der Kathodenwiderstand 27 kann auch durch Drosseln in,den Heizerzuleitungen zu den Kathoden der Hilfsentladungsstrecken ersetzt werden, um eine direkte Beheizung der Kathoden aus einer gemeinsamen Heizstromqwelle zu ermöglichen. Diese werden zweckmäßig durch Widerstände aperiodisch gedämpft und für die Impulsfrequenz dimensioniert.

Claims (7)

1. PATEN TANSPRÜCIIE: i. Elektronen:röhrenanordnung zu Schalt- und Steuerzwecken od. dgl., bei dereinÜbertragungsweg in Abhängigkeit des zeitlichen Zusammentreffens einer Anzahl von , kurz dauernden Steuerspannungen mehrerer verschiedener Impulsfolgen geschlossen oder geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einer Hauptentladungsbahn eine Anzahl von Hilfsentladungsbahnen vorgesehen ist, von denen jede einzeln durch Impulse gesperrt oder geöffnet wird, die derart untereinander und mit der Hauptentladungsbahn gekoppelt sind, daß bei gleichen Betriebszuständen aller Hilfsentladungsbahnen die Hauptentladungsbahn gesperrt oder geöffnet ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsentladungsbahnen ,durch Triodensysteme gebildet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, da-.durch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der Hilf sentladungsbahnen mit der Häuptentladungsbahn ein gemeinsamer Kathodenwiderstand vorgesehen ist. q..
4. Anordnung nach Anspruch i bis 3, da-,durch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Hauptentladungsba'hnen als Schirmgitterröhre oder Pentode das Schirmgitter mit den Anoden der Hilfsentladun.gsbahnen verbunden ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannungen zu den Anoden so zugeführt sind, daß eine unterstützende Wirkung der Impulssteuerung hervorgerufen wird.
6. 6. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der Hilfsentladungsbahnen mit der Hauptentladungsbahn eine Widerstandskondensatorkopplung vorgesehen ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von einem nur für die Hilfsentladungsbahnen gemeinsamen Kathodenwiderstand eine Sperrspannung für die Hauptentladungsbahn hergeleitet wird.