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Anordnung zur Umwandlung einer Impulsfolge in eine entsprechende halber
Häufigkeit Gegenstand des Patentes 878 513 ist eine Anordnung zur Umwandlung einer
gegebenen Folge von abwechselnd. positiven und negativen elektrischen Impulsen in
eine entsprechende Impulsfolge halber Häufigkeit, bei der eine Gleichstromkippschaltung
verwendet wird, die aus zwei gleichstrommäßig aufeinander rückgekoppelten Hochvakuumelektronenröhren
besteht und über zwei gittergesteuerte Gleichrichterstrecken gesteuert wird. Bei
dieser Anordnung enthält die Gleichstromkippschaltung selbst keine Verzögerungsmittel,
sondern die Gitter der beiden gittergesteuerten Gleichrichterstrecken werden über
Verzögerungsglieder von der Gleichstromkippschältung her gesteuert.
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Sowohl die Anordnung nach dem genannten Patent ,als auch die erfindungsgemäße
ist so ausgeführt, daß für sämtliche Gleichstromrückkopplungsanordnungen eine gemeinsame,
einseitig geerdete Anodenspannungsquelle vorgesehen ist, an ,deren geerdeten Polen
außer den Gitterpotentiometern der Röhren die Kathoden der Röhren jeder einzelnen
Rückkopplungsschaltung über je einen Widerstand angeschlossen sind.
Eine
Anordnung nach dem genannten Patent ist so geschaltet, daß die Steuergitter der
gittergesteuerten Gleichrichterstrecken über je einen Widerstand mit den Gittern
der jeweils entsprechenden Elektronenröhren der Gleichstromkippschaltung und über
je eine Kapazität mit den Anoden der jeweils entsprechenden Elektronenröhren verbunden
sind. Diese Anordnung liegt der Fig. 2 der vorliegenden Erfindung zugrunde.
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Eine andere Ausführung nach dem Patent 887 513 besteht darin, daß
die Steuergitter der gittergesteuerten Gleichrichterstrecken über je einen Widerstand
mit einem Punkt von konstantem Potential, z. B. Kathodenruhepotential, und über
je eine Kapazität mit den Anoden der jeweils entsprechenden Elektronenröhren verbunden
sind. DieseGrundschaltung ist auch in demAusführungsbeispiel der Erfindung nach
Fig. 3 enthalten.
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Die Anordnung nach dem genannten Patent weist insofern einen Nachteil
auf, als die Eingangsimpulse den Kathoden der Steuerröhren zugeführt werden. ,Diese
sind jedoch mit einer solchen hohen Kapazität gegen Erde behaftet, daß hierdurch
eine erhebliche Begrenzung der größten aufnehmbaren Impulsfrequenz bewirkt wird.
Eine weitere Schwierigkeit besteht bei der Anordnung nach dem genannten Patent darin,
daß die Zeitkonstante der dualen Rücksteuerung (Kondensatoren 15, 16 und Widerstände
13, 14, Fig. i bis 3) der Form und Dauer, d. h. gewissermaßen der Zeitkonstante
der auf die genannten Kathoden eintreffenden Impulse, angepaßt sein muß.
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Den Weiterbildungen liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung sicherer
zu machen und die zu verarbeitende Impulsfrequenz zu erhöhen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
die Gitter der beiden gittergesteuerten Gleichrichterstrecken über Verzögerungsglieder
von der Gleichstromkippschaltung gesteuert werden, wobei die ankommenden Impulse
auf parallel geschaltete, negativ vorgespannte Gitter der Steuerröhren zur Einwirkung
kommen.
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Zweckmäßig wird dabei noch so verfahren, daß für die Steuerung durch
die Eingangsimpulse und für die duale Rückführung dieselben Gitter der Steuerröhren
dienen.
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In der Fig. i der Zeichnung ist zur Verdeutlichung des Erfindungsgegenstandes
die Fig. 2 des Patentes 878 513 nochmals wiedergegeben.
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Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Eingangsimpulse
auf die ersten Gitter der Steuerröhren gegeben werden, während die zweiten Gitter
dieser Steuerröhren über Widerstände mit den Gittern der Kippschaltung und über
Kapazitäten mit den Anoden der Kippschaltungselektronenröhren verbunden sind. Die
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der ebenfalls die Eingangsimpulse auf die
Gitter der Steuerröhren gelangen. Diese Ausführungsform weist einen besonderen kapazitiven
Spannungsteiler auf.
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Die den beiden Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 zugrunde liegenden
Schaltungen sollen zunächst nochmals an Hand der Fig. i, welche der Fig.2 des genannten
Patents entspricht, beschrieben werden, dann könnenWiederholungen unterbleiben.
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Von den auf die 'Kathoden der Gleichrichterstrecken io und i i auftreffenden
Impulsen abwechselnd positiven und negativen Vorzeichens können diejenigen positiven
Vorzeichens keinen Strom in den Gleichrichterstrecken io und ii hervorrufen, da
es sich um' Glühkathoden handelt, während die Impulse negativen Vorzeichens je nach
dem Potentialzustand der Gleichrichteranoden und Gleichrichtergitter einen Strom
in den .Gleichrichterstrecken zum Fließen bringen können. Geht man zunächst von
der Annahme aus, daß sich die Gleichstromkippschaltung- in dem Zustand befindet,
daß die Föhre i Anodenstrom führt, ihr Gitter also gegenüber der Kathode annähernd
gleiches Potential besitzt, so ist die Röhre 3 gesperrt, und ihr Gitter hat negatives
Potential gegenüber der Kathode. Bei dieser Annahme werden auch Anode und Gitter
der Gleichrichterstrecke i i negatives Potential gegenüber der Kathode haben, während
Anode und Gitter der Gleichrichterstrecke io ungefähr das gleiche Potential wie
die Kathoden besitzen. Beim Auftreffen eines negativen Impulses auf die Kathoden
der beiden Gleichrichterstrecken - i o und i i wird daher vorzugsweise ein Strom
in der Gleichrichterstrecke iö zum Fließen gebracht, so daß sich der Impuls zunächst
nur auf das Gitter der Röhre i überträgt und damit den Kippvorgang einleitet.
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Für den Fall, daß im Ausgangszustand die Röhre 2 Strom führt und die
Röhre i gesperrt ist, spielt sich -der Vorgang völlig symmetrisch zu dem soeben
geschilderten ab. Aus der Folge von abwechselnd positiven und negativen Impulsen
wird also zunächst durch die Gleichrichtung ein Strom halber Häufigkeit von Impulsen
nur eines Vorzeichens erzeugt. Dadurch nun, daß diese Impulse gleichen Vorzeichens
abwechselnd die Kippschaltung von dem einen stabilen Zustand in den anderen kippen
lassen, erscheint im Ausgang der Schaltung ein Strom abwechselnd positiver und negativer
Impulse halber Häufigkeit.
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Die Steuergitter der gittergesteuerten Gleichrichterstrecken io und
ii sind über je einen Widerstand 13 und 14 mit den Gittern der jeweils entsprechenden
Elektronenröhren i und 2 der Gleichstromkippschaltung und über je eine Kapazität
15 und 16 mit den Anoden der jeweils entsprechenden Elektronenröhren verbunden.
Durch die Kondensatoren 15 und 16 werden während des eigentlichen Kippvorganges
zusätzliche Spannungsimpulse von den Anoden der Kippschaltungsröhren an die Gleichrichtergitter
herangeführt, so daß für eine gewisse kurze Zeit, nämlich bis die Kondensatoren
15 und 16 sich über die Widerstände 13 und 14 entladen haben, die Gitterpotentiale
der beiden Gleichrichterstrecken noch stärker voneinander verschieben als im Ruhezustand,
wodurch die Sicherheit des Steuervorganges des Eingangsimpulses auf die Gleichstromkippschaltung
erhöht wird.
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Zum Unterschied von dieser Ausführungsform nach dem Patent 878 513
weisen die Ausführungsformen
nach der Erfindung, die in den Fig.
z und 3 dargestellt sind, das Merkmal auf, daß die ankommenden Impulse, welche über
die Leitung E in die Schaltung gelangen, auf parallel geschaltete, negativ vorgespannte
Gitter der Steuerröhren wirken, während die duale Rücksteuerung mit weiteren Gittern
der Steuerröhren durchgeführt wird.
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Ferner sind gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung bei Verwendung
einer gemeinsamen, einseitig geerdeten Anoden- und Gitterspannungsquelle dem Gitterwiderstand
der Röhren i und 2 zwei als Steuerröhren für die Kippschaltung dienende Hochvakuumröhren
io und ii mit stark vorgespanntem Gitter parallel geschaltet.
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Die Schaltung gemäß Fig.2 spricht im Gegensatz zu der Schaltung nach
Fig. i nur auf positive Impulse an. Dadurch, daß die Eingangsimpulse auf die Steuergitter
der Steuerröhren io und i T gegeben werden bei Einschaltung von Widerständen in
die Verbindungsleitungen zwischen den zweiten Gittern der Steuerröhren und denen
der Kippschaltung und bei Steuerung der zweiten Gitter der Steuerröhren durch Kondensatoren
von den Anoden der Kippschaltungselektronenröhren, ist eine bedeutend sicherere
Steuerung gegeben bei Erhöhung der zu verarbeitenden Impulsfrequenz. Die Wirkungsweise
dieser Schaltung ist im übrigen schaltungsgemäß die gleiche wie bei der Schaltung
nach Fig. i. Die zweiten Gitter haben also hier dieselbe Funktion wie in Fig. i
die Raumgitter, die Steuergitter dagegen dieselbe wie in Fig. i die Kathoden.
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Schwierigkeiten sind bei der Schaltung nach Fig.2 noch dadurch gegeben,
daß als Steuerröhren stets Mehrgitterröhren erforderlich sind, die insbesondere
nicht als Doppelröhren zu erhalten sind. Ferner sind die für die duale Rücksteuerung
zur Verfügung stehenden weiteren Gitter mit verhältnismäßig hohen Kapazitäten gegen
Erde und gegen die anderen Elektroden behaftet, so daß mit der Schaltung noch nicht
die denkbar höchsten Impulshäufigkeiten bewältigt werden. Schließlich muß die Zeitkonstante
der dualen Rücksteuerung nach wie vor den Eingangsimpulsen angepaßt werden.
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Eine Weiterbildung der Schaltung nach Fig.2 zeigt nun die Schaltung
nach Fig.3. Bei dieser Schaltweise wird für die Steuerung durch die Eingangsimpulse
und für die duale Rücksteuerung das gleiche Gitter der Steuerröhren verwendet. Das
Wesentliche bei dieser Anordnung ist die Wirkungsweise des vierteiligen kapazitiven
Spannungsteilers, der durch die Kapazitäten 17 und 18, über welche die Eingangsimpulse
in die Schaltung eindringen, und durch die Kapazitäten 15 und 16, welche in den'
Leitungen zwischen den Gittern der Steuerröhren und den Anoden der Kippschaltungselktronenröhren
liegen, gebildet wird. Ein positiver Eingangsimpuls macht die beiden Steuerröhren
io und ii leitend, während die Wirkung auf die Anoden der Kippröhren i und 2 gering
ist, da die Anoden naturgemäß viel unempfindlicher als die Gitter sind. Die Kippschaltung
beginnt zu kippen, wobei über die Kondensatoren 15 und 16 entsprechende zusätzliche
Steuerspannungen einander entgegengesetzten Vorzeichens, aber gleicher Größe auf
die Gitter der Steuerröhren io und ii gelangen, wie im genannten Patent an Hand
von Fig.. 3 ausführlich beschrieben ist. Infolge der paarweisen Gleichheit der Kondensatoren,
also 15 : 16 und 17 : 18, liegt die Eingangsklemme am neutralen Punkt des kapazitiv
en Spannungsteilers 15, 16, 17, 18, so daß die vorgeschaltete Anordnung nicht rückwärts
durch das Kippen der Kippschaltung beeinflußt wird. Ein großer Vorteil der Schaltung
besteht darin, daß die die Zeitkonstante der dualen Rücksteuerung bestimmenden Widerstände
13 und 14 . zusammen mit den Kondensatoren 17 und 18 gleichzeitig die Zeitkonstante
der eintreffenden Impulse beeinflussen, so daß die Anpassung der beiden Zeitkonstanten
aneinander gelöst ist. Daher ist bei der Dimensionierung der Schaltung weiterer
Spielraum gegeben als bei früher vorgeschlagenen Schaltungen. Durch geeignete Wahl
dies Werteverhältnisses der Kondensatoren 17 : 15 und 18 : 16 läßt sich das Amplitudenverhältrnis
der Eingangsimpulse zu den Impulsen der dualen Rücksteuerung auf den jeweils günstigsten
Wert bringen.