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Elektronenschalter für Braunsche Röhren
Es ist häufig erwünscht, den
zeitlichen Verlauf mehrerer Vorgänge g!eichzeitig mit Hilfe einer einzigen Braunschen
Röhre darstellen zu können. Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt, die Braunsche
Röhre mit mehreren Strahlerzeugungssystemen auszurüsten. Derartige Braunsche Röhren
bereiten bei der Herstellung jedoch sehr große Schwierigkeiten, da die Systeme außerordentlich
gut zueinander zentriert sein müssen, was in der Mehrzahl der Fälle nicht gelingt,
so daß der Ausschluß verhältnismäßig groß ist.
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Eine andere bekannte Lösung besteht darin, daß ein Elektronenschalter
verwendet wird, um zwei Meßgrößen abwechselnd in sehr schneller Aufeinanderfolge
an die zur Ablenkung in senkrechter Richtung dienenden Ablenkplatten der Braunschen
Röhre zu legen, so daß der Elektronenstrahl periodisch zwischen den beiden Kurven
hin und her springt. Der Elektronenschalter enthält bei den bekannten Anordnungen
beispielsweise vier Pentoden; von diesen vier Pentoden sind zwei miteinander in
Multivibratorschaltung gekoppelt. Dieser Generator dient zur Erzeugung einer Rechteckspannung,
die abwechselnd an je ein Schirmgitter zweier als Schaltverstärkerröhren wirkenden
Pentoden zur Verstärkung der beiden zu vergleichenden Meßspannungen gelegt wird.
Die Schaltverstärker Die Schaltverstärkerröhren werden damit abwechselnd gesperrt
bzw. geöffnet.
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An dem gemeinsamen Anodenwiderstand können dann die abwechselnd verstärkten
Spannungen abgenommen und dem Plattenpaar der Braunschen Röhre zugeführt werden.
Der gesamte Elektronen-
schalter ist zweckmäßig als Zusatzgerät
für den mit einer Einstrahlröhre bestückten Oszillographen ausgebildet, so daß mit
dem Oszillographen je nach Wunsch ein einzelner Vorgang oder unter Verwendung des
Elektronenschalters auch zwei Vorgänge mit der gleichen Einstrahlröhre aufgenommen
werden können.
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Für die Beobachtung periodischer Vorgänge hat es sich am günstigsten
erwiesen, wenn sich die Schaltfrequenz zur Kippfrequenz wie 1 : 2 verhält.
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In diesem Falle wird zunächst eine Spannung einmal über den Schirm
der Elektronenstrahlröhre geschrieben, dann erfolgt während des Rücklaufs die Umschaltung,
sodann wird die andere Spannung geschrieben, und während des neuen Rücklaufs erfolgt
die zweite Umschaltung und damit die Rückschaltung auf die erste Spannung. Das sich
unter diesen Umständen ergebende Bild unterscheidet sich praktisch von dem bei Verwendung
einer Zweistrahlröhre zu beobachtenden nicht.
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Eine derartige Einstellung der Schaltfrequenz hat jedoch zur Voraussetzung,
daß die Halb wellen in ihrer Dauer weitgehend übereinstimmen. Das würde bedeuten,
daß die Koppelkondensatoren, die für die Grobeinstellung und Schaltfrequenz benutzt
und gemeinsam umgeschaltet werden, in jeder Stellung genau gleich sind und daß die
für die Feinregelung benutzten Widerstände ebenfalls: in jeder Stellung des Regeiwiderstandes
den gleichen Wert aufweisen. Für die Feinregelung kann außer der Regelung der Gitterwiderstände
auch die Regelung der Schirmgitterwiderstände benutzt werden. Auch die Änderung
der Gittervorspannungen stellt eine Möglichkeit dar, die Frequenz fein zu regeln.
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Es bereitet bereits Schwierigkeiten, die Koppelkondensatoren so gleich
zu erhalten, wie es die Symmetrie erfordert. Doppelwiderstandsregler aber so herzustellen,
daß ihre Widerstandskennlinien sich bei allen Drehwinkeln decken, ist praktisch
kaum durchführbar.
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Die Erfindung betrifft einen Elektronenschalter für Braunsche Röhren,
bei dem ein Multivibrator zur Erzeugung einer Rechteckspannung zur abwechselnden
Austastung von Verstärkerröhren, insbesondere Mehrgitterröhren (Schaltverstärkerröhren)
zur Verstärkung der beiden zu vergleichenden Meßspannungen dient, so daß an deren
gemeinsamem Anodenwiderstand die abwechselnd verstärkten Spannungen abgenommen und
dem Plattenpaar der Braunschen Röhre zugeführt werden. Nach der Erfindung wird eine
genaue Einstellung der Symmetrie der beiden Schaltperioden dadurch ermöglicht, daß
ein Regler zur Feineinstellung der Schirmgitterspannungen bzw. der Anodenspannungen
der Multivibratorröhren zueinander bei Verwendung der Schirmgitter bzw. der Anoden
für die Schwingung vorgesehen ist. Falls die Feinregelung mit den Gitterwiderständen
erfolgt und die Synchronisierung ebenfalls auf das Gitter gegeben wird, erfolgt
die Feineinstellung durch Veränderung der Schirmgitterspannungen. Der Abgleich der
beiden Halbwellen der Rechteckkurven ist dabei frequenzunabhängig einstellbar nur
durch Abgleich der Schirmgitterspannungen. Werden die Anoden der Kippröhren für
die Schwingung benutzt, so muß die Anodenspannung in entsprechender Weise geregelt
werden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist an einem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es ist ein Schwingungserzeuger vorgesehen,
welcher mit den Pentoden 6 und 7 versehen ist, die in Multivibratorschaltung liegen,
indem jeweils das Schirmgitter 8 mit dem Steuergitter 11 über einen Kondensator
214 gekoppelt ist, während das Schirmgitter 14 mit dem Steuergitter 9 über einen
Kondensator 23 gekoppelt ist. Die an den Anoden I2 und I3 abgenommenen Kippspannungen
werden kapazitiv auf die Bremsgitter I6 und I7 der Schaltverstärkerröhren 14 und
15 gegeben. Diese Bremsgitter der Schaltverstärkerröhren bilden die Schalter, welche
den Anodenstrom der Röhren periodisch sperren und öffnen. Die zu verstärkenden Spannungen
werden den Steuergittern I8 und 19 der Schaltverstärkerröhren 14 und 15 zugeführt.
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Beide Schaltverstärkerröhren sind mit einem gemeinsamen Anodenwiderstand
20 versehen, an dem die verstärkte Spannung abgenommen wird. Die genaue Gegenphase
der beiden Schaltverstärkerröhren wird zwangsläufig erreicht, indem dieSteuerspannungen
an den Anoden der Kippröhren abgenommen werden. Mit Hilfe von Amplitudenreglern
2I, 22 erfolgt eine Regelung der den Schaltverstärkern zugeführten Meßspannungen
I, 3 in bekannter Weise. Die an dem gemeinsamen Anodenwiderstand 20 abgenommenen
und den Meßplatten 5 der Braunschen Röhre zugeführten Spannungen können somit in
ihrer Amplitude jede für sich ein gestellt werden. Hinter den beiden Schaltverstärkerröhren
14 und 15 ist eine gemeinsame Endverstärkerröhre mit einer Pentode 28 vorgesehen.
An dem Punkt 4 liegt eine Anodengleichspannung.
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Ferner ist bei dem Ausführungsbeispiel noch parallel zu der Schaltverstärkerröhre
15 eine weitere Pentode 25 vorgesehen, und zWar ist das Bremsgitter 26 dieser Pentode
mit dem Bremsgitter I7 der einen Schaltverstärkerröhre 15 parallel geschaltet, indem
beide Bremsgitter mit der Anode 13 der Kippröhre 7 verbunden sind. Im Gegensatz
zu der Schaltverstärkerröhre 7 wird jedoch die Pentode 25 nicht mit einer der zu
verstärkenden Meßspannungen beaufschlagt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel wird im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen
nicht mit einer festen Schaltfrequenz gearbeitet, sondern dieselbe kann zu der für
die Zeitablenkung der Meßspannung auf dem Elektronenstrahlrohr verwendeten Kippspannung
bzw. deren Frequenz in ein festes Verhältnis gebracht werden. Da die Zeitablenkfrequenz
von der Meßspannung synchronisiert wird, die Schaltfrequenz aber von der Zeitablenkfrequenz
synchronisiert werden soll, so genügt es, wenn sowohl die Schaltfrequenz als auch
die Zeitablenkfrequenz von der Meßfrequenz her synchronisiert werden. Für die Synchronisierung
des Schaltmultivibrators ist an sich außer den Kathoden jede Elektrode geeignet.
Am wirkungsvollsten ist verständ-
licherweise eine Synchronisierung
auf die Steuergitter. Besonders vorteilhaft sind bei einer derartigen Synchronisierung
Anordnungen, bei denen die Synchronisierspannung den beiden Kippröhren gleichmäßig
zugeführt wird. Eine derartige symmetrische Zuführung der Synchronisierspannung
auf die Steuergitter zeigt die Schaltung. Da aber an sämtlichen Elektroden des Kippmultivibrators
aus Gründen, die mit der eigentlichen Aufgabe dieser Anordnung zusammenhängen, sehr
schnell Spannungsänderungen auftreten, würden sich über die Synchronisierleitung
Impulse auf die jeweils zur Synchronisierung benutzte Meßspannung übertragen. Um
dies zu vermeiden, sind zwischen Meßspannung und Synchronisierpunkt rückwirkungsfreie
Anordnungen einzufügen. Das Ausführungsbeispiel hierfür zeigt ebenfalls das Schaltbild
durch Einfügung einer Synchronisierröhre 27, der die Synchronisierspannung bei 2
zugeführt wird.
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Zur genauen Einstellung der Symmetrie der beiden Schaltperioden ist
ein Regler 29 vorgesehen, welcher die Schirmgitterspannungen der Kippröhren 6 und
7 zueinander einstellt.