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Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen mit konstantem Verhältnis
der Impulsdauer zur Impulspause bei verschiedenen Impulsfrequenzen Für Laboratoriumsarbeiten
auf denn Gebiet der elektrischen Impülstechnik braucht man verschiedentlich ein
Gerät, welches. Impulse mit konstantem Verhältnis der Impulsdauer zur Impulspause
bei verschiedenem; Impulsfrequenzen liefern kann.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu diesem Zweck eine sinusförmige
Spannung der für die Impulse gewünschten Frequenz dem Steuergitter einer Röhre mit
einer gegenüber dem Aussteuerbereich der Röhre großen Amplitude über einen Gittervorwiderstand
zuzuleiten und den Gittervorwiderstand im Verhältnis zum Innenwiderstand der Gitter-Kathoden-Strecke
beim Fließen des maximalen Gitterstroms groß zu bemessen. Bei dieser Schaltungsanordnung
macht sich jedoch bei kleinen Werten des Verhältnisses Impulsdauer zu Impulspause
unter Umständen eine der Sinusspannung überlagerte Spannung anderer Frequenz, auch
wenn sie nur eine sehr geringe Amplitude besitzt, störend bemerkbar und führt dazu,
daß aufeinanderfolgende Impulse nicht genau gleiche Dauer erhalten. Ferner wird
bei dieser Schaltung, wenn das Verhältnis Impulsdauer zu Impulspause wesentlich
unter etwa r : to liegt, eine von der Rechteckform verhältnismäßig stark abweichende
Impulsform erzeugt.
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Gemäß der Erfindung wird zur Vermeidung dieser Übelstände eine sinusförmige
Spannung von der
doppelten Periodendauer als der für die Impulse
gewünschten einer Doppelweggleichrichtung unterworfen, und aus dem aus Snushalbwellen
bestehenden Spannungsverlauf durch Begrenzung nach oben und unten die gewünschte
Impulsreihe hergestellt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. i dargestellt; ihre
Wirkungsweise sei an Hand der Abb. 2 und 3 besp'rkachhen.
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In Abb. i bedeutet io die Sekundärwicklung eines Transformators; dessen
nicht dargestellte Primärwicklung eine sinusförrni.ge Spannung von der doppelten
Periodendauer wie der für die Impulse gewünschten zugeführt wird. Die Gleichrichter
i i und 12, bewirken eine Doppelweggleichrichtung, so d'aß am rechten Ende eines
Widerstandes 13 die :durch die Sinushalbwellen gebildete Spannungskurve 14 auftritt.
Diese Spannung ist stets negativ gegenüber Erde, was durch die waagerechte punktierte
Linie o angedeutet ist. Das rechte Ende :des Widerstandes 13 ist mit Erde über zwei
parallele Zweige verbunden, von denen einer aus einem Widerstand 15, einem Gleichrichter
16 und einer Vorspannungsquelle 17 besteht und der andere lediglich aus einem Geichrichter
18 und einer Vorspannungsquelle i9, die eine geringere Spannung als 17 aufweist.
Solange die Spannungskurve 14 einen Augenblickswert besitzt, der größer ist als
die Spannung von 17, kann in der Röhre 16 und dem Widerstand 15 kein: Strom fließen,
da der erwähnte negative Augenblickswert auch zusammen mit der positiven Vorspannung
des Gleichrichters 16 im ganzen: eine negative Anodenspannung für diese Röhre ergibt,
so däß an der Klemme 2o zunächst Erdpotential herrscht. Überschreitet jedoch die
Spannung 14, die aus den negativen Halbwellen der beiden Sinusikurven 21 und 22
in Abh.2 besteht, die waagerechte punktierte Linie 23, welche der Spannung .von
17 entspricht, bleibt jedoch noch unterhalb der waagerechten punktierten Linie 24,
so fließt durch die Röhre 16 und den Widerstand 15 Strom, und es entsteht die linke
aufsteigende Impulsflanke in Abb. 3. Die Röhre 18 bleibt dabei noch stromlos, da
auch, unter Berücksichtigung der positiven Anodenspannung i g insgesamt im Anodenkreis
dieser Röhre einstweilen noch eine negative Spannung vorhanden ist. Wird jedoch
auch die Linie 24 in Abb. 2 überschritten, so tritt für die Röhre 18 eine positive
Anodenspannung auf, und es entstehst die obere waagerechte Impulsbegrenzung nach
Abb. 3. Wenn die Spannung 14 die Linie 24 wieder schneidet, die Linie 23 j edoch
noch nicht erreicht hat, entsteht die rechte abfallende Impulsflanke und nach denn
Schnitt mit der Linie 23 tritt an der Klemme 2o- wieder, ein konstantes Potential
auf bis die nächste ansteigende Impu-lsflanke beginnt. Das Verhältnis von Impulsdauer
zu Impulspause ist bei verschiedenen Frequenzen, die in der Sekundärwicklung induziert
werden, stets dasselbe.
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Gemäß einer weiteren Aus @führungsfonn, deren Schaltung in Abb. 4
dargestellt ist und deren Wirkungswei:se an Hand der Abb. 5 erläutert wenden soll,
wird die sinusförmge Spannung von der doppelten Periodendauer wie derjenigen der
gewünschten Impulse über einenTrans.formator2r den beiden Gitterkreisen eines Gegentaktgittergleichrichters
zugeführt. Dieser Gleichrichter besteht aus den Röhren 2:2 und 23 und besitzt in
dem gemeinsamen Zweig beider Gitterkreise ein Widerstandskondensatorglied 24 vorn
einer Zeitkonstante, die lang gegenüber der Halbperiodendauer der sinusförmigen
Spannung ist. In den Zuleitungen, zu den beiden Steuergittern lieben Widerstände
25 und :26, welche groß sind gegenüber dem Innenwiderstand, der Gitter-Kathoden-Strecke
beim Fließen des maximalen Gitterstromes. Paralleil zu den beiden Hälften der Sekundärwicklung
des Transformators 21 sind Dämpfun:gswid erstände vorgesehen; die Röhren 22 und;
23 besitzen einen gemeinsamen Anodenwiderstand 27. Durch die Spannung, welche der
Gitterstrom, am Widerstandskondensatorglied 24 bildet, wird die Nullinie 28 der
beiden Sinusspannungen 29 und 30 in Abb. 5 a gegenüber dem unteren. Knick der Anodenst,ram-Gitterspannungs-$ennlinie,der
beiden Röhren, die durch eine punktierte Linie 31 angedeutet ist, in negativer
Richtung um den Betrag 32 verschoben. Beim Gitterpotential Null setzt wieder Gitterstrom
ein, so daß der Amodenstrom derart verläuft, wie in Abb. 5 a durch die stark gezeichnete
Kurve 33 angedeutet ist. Wegendes Spannungsabfalls, den dieser Anodenstrom am gemeinsamen
Anodenwiderstand 27 erzeugt, kann über den Kondensator 34 an der Klemme 35 der in
Abb. 5 b dargestellte Spannungsverlauf abgenommen werden. Das Verhältnis der Impulsdauer
zur Impulspause isst bei verschiedenen Frequenzen der Sinusspannung stets dasselbe.
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Durch die Größe des Widerstandes im Wi@derstandskondensatorglied kann;
dieses. Verhältnis der I,mpulsid'auer zur Impulspause geregelt werden. Außerdem
bewirkt das Widerstandskondiensator@-glied noch eine Amplitudenregelung der Schaltung
in dem Sinne, daß auch bei sehr starken Schwankungen der Amplitude der Sinusspannung
das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulspause sich nur sehr wenig ändert. Bei einem
Amvachsen der Spannung sinkt nämlich, wovon man sich an Hand der Ablx. 5 a leicht
überzeugen kann, zunächst die Impulsdauer; es vergrößert sich aber außerdem die
am Widers.tandskondensatorglied 24 liegende Gleichspannung, so d'aß die Verlagerung
der Nullinie 3o der Sinuskurve gegenüber der Geraden 31 zunimmt. Dies führt wieder
zu einer Vergrößerung der Impulsdauer. Bei Versuchen wunde festgestellt, daß diese
beiden Einflüsse sich fast vollständig aufheben können; bei einer Amplitudenvergrößerung
der Sinusspannung auf das Zehnfache änderte sich nämlich das Verhältnis von Impuls,dauer
zu Impulspause nur etwa um ioo%.
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Statt der in Abb.4 dargestellten Gittergleichrichterschaltung kann
man auch eine Anoden: gleichrichterschaltu:ng verwenden, die aus Abb.4 dadurch entsteht,
d@aß das Wid'ersta:nd'skondensatorglied 24 durch eine feste Vorspannung ersetzt
wird. Das Verhältnis von Impulsdauer zu Impu:lspausie läßt sich dann durch geeignete
Einreglung dieser
Vorspannung auf den gewünschten Wert einstellen.
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Die erfindungsgemäßen Schaltungen sind bei kleinen. Verhältnissen
von Impulsdauer zu Impulspause d;eßhal'b weit befriedigender als die eingangs erwähnte,
bereits vorgeschlagene Schaltung, weil zwischen den Linien; 23 und 24 in Abb. 2
bzw. 5 a die Spannung, aus der die Impulse hergestellt werden, steiler verläuft
als eine Sinusspan ung in der Nähe der Kuppe und daher durch eine überlagerte Störspannung
von anderer Frequenz als der Impulsfrequenz nur eine kleine Verschiebung des. Beginns
oder des Endes der gewünschten Impulse hervorgerufen wenden kann.