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Schaltungsanordnung für Kippspannungsgeneratoren Es sind Kippschaltungen
für Fernseh- und Meßzwecke bekannt, bei denen ein in bestimmter Weise rückgekoppelter
r8ö° phasendrehender Verstärker benutzt wird, um eine dem Zeitintegral der Eingangsspannung
proportionale Ausgangsspannung zu erzielen, die an einem im- Anodenkreis angeordneten
Widerstand auftritt und zur Zeitablenkung für eine Elektronenstrahlröhre verwendet
wird. Bei einer solchen Kippschaltung ergibt sich eine sehr kurze Rücklaufzeit für
den zeitproportional abgelenkten Elektronenstrahl, wenn parallel zu dem Anodenwiderstand
eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre als spannungsabhängiges Schaltglied angeordnet
ist.
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Bei der obenerwähnten Schaltungsanordnung läßt sich eine vorzügliche
Rücklaufverdunkelung bei extrem kurzem Rückschlag erzielen, wenn gemäß der Erfindung
das Gitter der Gasentladungsröhre über einen Widerstand mit dem positiven Ende des
zur Regelung der Elektronenstrahlintensität dienenden Widerstandes verbunden. ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Der linke Teil der Zeichnung zeigt eine an sich bekannte und als Miller-Integrator
bezeichnete Kippschaltung. Die Kippfrequenz ist hierbei grob durch Umschaltung der
bei 5 angedeuteten Kondensatoren und fein durch Verändern des Widerstandes 6 regelbar.
Im Anodenkreis der Röhre 7 liegt der Widerstand i ; durch Verstellung der Lage seines
Schleifers ia kann die Kippspannungsamplitude (Bildbreite) verändert werden. Parallel
zum Widerstand i ist eine Gastriode :2 geschaltet, deren Gitter 2a gemäß (der Erfindung
über den Widerstand 3 mit dem positiven Ende des in bekannter Weise zur Helligkeitsregelung
benutzten Widerstandes 4 verbunden ist.
Die Synchronisierspannung
ist bei 8 angeschlossen und wird dem Gitter 2a der Gasentladungsröhre 2 über die
Mittelanzapfung einer zwischen dem Gitter 2a und der Anode bzw. dem Pluspol der
Speisespannungsquelle Ub liegenden Potentiometeranordnung ga, gb zugeführt.
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Das Zeitablenksystem der Elektronenstrahlröhre io ist mit X bezeichnet.
ii ist eine Nachbeschleunigungselektrode bekannter Art, auch die Anwendung der übrigen
in ider - Zeichnung ohne Bezugszeichen angedeuteten Widerstände oder Kondensatoren
ist :bekannt, so daß sich die Beschreibung ihrer Funktion im einzelnen erübrigt.
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Für die Erläuterung der Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung sei
von einem Zeitpunkt ausgegangen, in dem durch die Röhre 7 kein Anodenstrom fließt,
die Steuergitterspannung also unterhalb der Sperrspannung liegt; da dann an dem
Widerstand i kein Spannungsabfall auftritt, ist die Spannung U" gleich der Spannung
Ub. Da nun aber das Steuergitter der Röhre 7 über Widerstände an eine hohe positive
Spannung (-f- Ub) angeschlossen ist, kann dieser Zustand nicht bestehen bleiben.
Es wird vielmehr wieder Anodenstrom fließen, und mit der Vergrößerung des Anodenstromes
steigt der Spannungsabfall am Widerstand i. Da die Spannung Ub konstant bleibt,
fällt die Anodenspannung der Röhre 7, und die am Kondensator liegende Spannung wird
kleiner. Der gitterseitige Belag wird infolge Influenzwirkung negativer und wirkt
somit der positiven Spannung entgegen. Es läßt sich durch bekannte mathematische
Beziehungen zeigen, daß infolge dieser Spannungsgegenkopplung das Potential der
Anode gegenüber Erde der Zeit unmittelbar . proportional fällt. Theoretisch müßte
die Anodenspannung bis auf Null sinken. Praktisch fällt sie aber nur bis zu einem
Wert, bei dem trotz Erhöhung der Gitterspannung (in positiver Richtung) keine Anodenstromerhöhung
mehr eintritt. Dieser Wert liegt übrigens bei gewöhnlichem Penthoden etwa bei i
o, V.
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Die vorstehend geschilderte Arbeitsweise entspricht der als Miller-Integrator
bezeichneten Kippschaltung. Dabei ist für die Beherrschung eines großen Kippfrequenzbereiches
die Umschaltung nur eines Kondensators erforderlich, während bei anderen .Anordnungen
zwei umschaltbare Kordensatoren erforderlich sind. Es hat sich gezeigt, daß die
Kippspannung des Generators ausreichend groß ist, um die üblichen Elektronenstrahlröhren
voll auszusteuern. Mit Anodenspannungen von etwa 300 V können Kippspannungen
von ioo V und mehr erzeugt werden.
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Die Wiederherstellung des Anfangszustandes erfolgt durch die als spannungsabhängiger
Schalter arbeitende gittergesteuerte Gasentladungsröhre 2. Während die Spannung
U", wie oben geschildert, sinkt und die Ladung des Kondensators 5 kleiner wird,
steigt mit zunehmendem Spannungsabfall an dem Widerstand i auch die Spannung der
parallel geschalteten gittergesteuerten Gasentladungsröhre 2, ,die bei einer bestimmten
Spannung zündet und nun den Anodenwiderstand r kurzschließt, damit aber auch die
Ausgangsklemmen ,des Kippgenerators. Ferner wird der Kondensator momentan über den
Innenwiderstand der Röhre 2 und die Gitterkathodenstrecke der Röhre 7 äuftgeladen.
Die für diese Aufladung maßgebende Zeitkonstante ist außerordentlich gering, @da
der innere Widerstand der Gastriode in der Größenordnung von einigen ioo ,SZ liegt
und auch der Widerstand der Gitterkathodenstrecke der Röhre 7 verhältnismäßig klein
ist und in bekannter Weise durch eine parallel wirkende, gegebenenfalls vorgespannte
Diode noch herabgesetzt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß die Rücklaufzeit des
Elektronenstrahles bei dieser Schaltungsanordnung weniger als o,i °/o der ganzen
Periode beträgt und deshalb mehr als eine Größenordnung unterhalb der Rücklaufzeit
liegt, die mit anderen bekannten, eine Kondensator-Ladung oder -entladung ohne Gegenkopplung
verwendenden Anordnungen erreicht werden kann.
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Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung fließt vom negativen
Ende des Widerstandes q. über die Widerstände 3, gb und 9a ein bestimmter Querstrom
zum Punkt Ub. Dieser Querstrom ruft unter anderem an .den Widerständen 9b und 911
einen Spannungsabfall hervor, der die Gittervorspannung der Gasentladungsröhre zusammen
mit dem Spannungsabfall am Widerstand i definiert und somit auch für die Zündspannung
maßgebend ist. Für die Dauer des Zündvorganges in der Gasentladungsröhre, also während
der Rücklaufzeit, ist nun aber der Innenwiderstand, d. h. auch der Widerstand zwischen
Gitter und Kathode und zwischen Gitter und .Anode -der Röhre 2, außerordentlich
klein, so daß die Widerstände ga und gb praktisch kurzgeschlossen sind. Hierdurch
nimmt .der Strom durch die Widerstände 3 und q. erheblich zu, folglich vergrößert
sich auch der Spannungsabfall am Widerstand q., und über den Wehneltzylinder der
Elektronenstrahlröhre io wird für die Dauer des Rücklaufs der Elektronenstrahl unterdrückt.
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Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ergibt sich eine äußerst
empfindliche Synchronisiermöglichkeit, da die Synchronisierspannung dem Gitter der
Gasentladungsröhre 2 zugeführt werden kann; der Spannungsbedarf liegt hierbei unterhalb
von i V.
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Da die Dunkelsteuerung des Elektronenstrahles während der Rücklaufdauer,
wie geschildert wurde, rein strommäßig erfolgt, frequenzabhängige Kopplungsglieder
wie Transformatoren oder Kondensatoren nicht erforderlich sind, sondern galvanische
Verbindungen verwendbar sind, kann die automatische Dunkelsteuerung unter Vermeidung
jeder kritischen oder kapizitätsarmen Leitung zur Elektronenstrahlröhre erreicht
werden. Infolge der Anordnung von Widerständen zwischen dem Gitter 2a und der Anode
der Gasentladungsröhre 2 hat das Gitter gegen -die Anode eine Festspannung, so daß
sich der Vorteil ergibt, daß das Gitter 2a bei Beginn des Zündvorganges der Gasentladungsröhre
durch Verringerung der zwischen Ua und Ub
liegenden, auch zwischen
Gitter und Kathode der Röhre 2 wirkenden Spannungsdifferenz etwas positiver wird
und deshalb die Zündung beschleunigt. Andererseits wird durch den positiven Synchronisieri@mpuls
die Intensitätsherabsetzung .des Elektronenstrahles bereits eingeleitet, bevor die
Zündung der Röhre .2 und damit der Rücklauf des Elektronenstrahles einsetzt.