DE903826C - Schaltung mit einem statischen Sekundaerelektronenverstaerker zur Erzielung konstanter Verstaerkung bei Schwankungen der Betriebsspannungen - Google Patents

Description

• Schaltung mit einem statischen Sekundärelektronenverstärker zur Erzielung konstanter Verstärkung bei Schwankungen der Betriebsspannungen Die Aufgabe, einen Verstärker von Schwankungen der Speisespannung unabhängig zu machen, hat in der Technik verschiedenartige Lösungen gefunden. In den meisten Fällen bediente man sich geeigneter, nichtlinearer Vorwiderstände (Eisenwasserstoffwiderstand, Glimmlampe), um von aus solchen Widerständen gebildeten Spannungsteilern konstante Spannungen oder Ströme abzunehmen.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Konstanthalten der Verstärkung von Sekundärelektronenvervielfachern. Diese Vervielfacher erhalten ihre Stufenspannungen im allgemeinen von einem Spannungsteiler, an dessen Enden die Speisecnannnnp, liegt. RS ist hekannt. die einzelnenWiderstände des Spannungsteilers als Glimmstrecken auszubilden, so daß auf diese Weise sämtliche Prallelektroden eine konstante Spannung erhalten und eine 'Unabhängigkeit der Verstärkung von Schwankungen der Netzspannung gewährleistet ist. Es stellt jedoch einen erheblichen Aufwand dar, bei einem z. B. zwölfstufigen Vervielfacher zwölf Glimmlampen zu verwenden, zumal in Serie mit dem Spannungsteiler noch ein linearer Widerstand eingeschaltet werden muß, in dem ein Teil der Gesamtspannung vernichtet wird.
• Gemäß der Erfindung werden wenigstens zwei Spannungsteiler vorgesehen, die so ausgebildet sind, daß sich bei einer Spannungsschwankung zwischen Punkten, die zuvor keine Spannungsdifferenz gegeneinander haben, eine solche ausbildet, wobei diese Spannungsdifferenz dazu benutzt wird, um die Stufenspannung einer oder mehrerer Stufen in einer Richtung zu ändern, so daß der Gesamtverstärkungsgrad konstant bleibt.
• Bekanntlich kann durch Ändern des Potentials einer Prallelektrode (bei annähernder Konstanz der übrigen Prallelektrodenpotentiale) der Verstärkungsgrad der die Elektrode enthaltenden beiden Stufen in weiten Grenzen geändert werden. Es ergibt sich ein Verlauf der Verstärkung etwa entsprechend der Kurvenform von Fig. i. Hierin ist in der Ordinate die Verstärkung, in der Abszisse die Spannung einer Prallelektrode aufgetragen. Der genaue Verlauf der Kurve ist von verschiedenen Faktoren abhängig, von denen der Verlauf der Sekundäremissionskurve und die elektronenoptischen Bedingungen des Vervielfachers die wichtigsten sind. Man erkennt aus der Kurve, daß ein Gebiet mit zunehmender Spannung zunehmender und eines abnehmender Verstärkung vorhanden ist. Man wird also, falls die Schaltung der Potentiometer eine mit zunehmender Gesamtspannung zunehmende Differenzspannung bedingt, den Arbeitspunkt auf dem Kurvenast mit abnehmender Verstärkung festlegen und umgekehrt. Auf dem betreffenden Kurvenast läßt sich stets ein solcher Spannungswert finden, bei dem eine Kompensation der Gesamtspannungsänderungen bezüglich der Verstärkung möglich ist.
• An Hand der Fig. 2 bis 4 werden einige Schaltbeispiele erläutert.
• In Fig. 2 ist i ein Sekundärelektronen.verstärker, dessen Elektroden mit zwei verschiedenen Spannungsteilern 2 und 3 verbunden sind. Der eine Spannungsteiler besteht aus einem Widerstand und einem nichtlinearen Widerstand, z. B. einer Glühlampe 5, der andere aus einem rein Ohmschen Widerstand. Beide sind so bemessen, daß der Querstrom den zu den Elektroden fließenden Strom überwiegt, so daß Stromschwankungen des Verstärkers auf die Spannung an den Spannungsteilern ohne Einfluß bleiben. Mit dem aus zwei Widerstandselementen bestehenden Spannungsteiler ist eine Prallelektrode 6 verbunden. Durch diese Art des Schaltens enthält man mit zunehmender Spannung am Spannungsteiler eine Abnahme der Potentialdifferenz. zwischen der Prallelektrode 6 und der folgenden, zwischen der Elektrode 6 und der vorhergehenden dagegen eine Zunahme. Ist nun das Potential der Elektrode 6 von vornherein so eingestellt, daß die Gesamtvervielfachung in den beiden Stufen bei einer Verschiebung des Potentials der Elektrode 6 in Richtung auf das der folgenden Elektrode abnimmt, so wird dadurch ein Ausgleich der durch die Zunahme der Gesamtspannung vergrößerten Gesamtverstärkung in den übrigen Stufen erzielt, so daß bei geeigneter Wahl des Arbeitspunktes die Gesamtverstärkung aller Stufen von Spannungsschwankungen unabhängig wird. In diesem Fall liegt der Arbeitspunkt :der Elektrode 6 auf dem rechten Ast der Kurve von Fig. i.. Ein weiteres Schaltbeispiel, nach dem die gewünschte Spannungsänderung einer Stufe durch gemeinsames Verschieben der Potentiale der letzten höher belasteten Prallelektroden herbeigeführt wird, zeigt Fig. 3. Hierin ist 7 ein sechsstufiger Vervielfacher, dessen erste Prallelektroden 8 bis i i an einem normalen linearen Spannungsteiler :z liegen, während die Elektroden 12 und 13 mit einem nichtlinearen aus einer Glimmlampe 14 und einem normalen Widerstand 15 gebildeten Spannungsteiler verbunden sind. Erhöht sich nun die Gesamtspannung, so nimmt das Potential der Elektrode i i von der Kathode aus gemessen zu, während das der Elektrode 12 wegen der Stabilisierungswirkung der Glimmlampe konstant bleibt. Dadurch stellt sich eine mit zunehmender Gesamtspannung abnehmende Potentialdifferenz der Stufe i i, 12 ein, die bei geeigneter Einstellung des Arbeitspunktes dieser und eventuell der übrigen Stufen eine Konstanthaltung der Gesamtverstärkung ermöglicht. Es kann vorteilhaft sein, die Regelung nur an der letzten Prallelektrode vorzunehmen. Es ist technisch besonders günstig, den einen größeren Stromverbrauch voraussetzenden nichtlinearen Spannungsteiler für die Endstufen des Sekundärelektronenverstärkers zu benutzen. Für die vorderen Stufen genügt dann ein hochohmiger Widerstand mit geringem Stromverbrauch. Fig.4 zeigt einen so geschalteten Sekundürelektronenverstärker. Hierin ist 17 der nichtlineare Spannungsteiler, 16 der lineare hochohmige Widerstand.
• In den obigen Beispielen wurden Kompensationsschaltungen mit einer geregelten Stufe angegeben. Genügt die Kompensation in einer Stufe nicht, so können mehrere geregelte Stufen verwendet werden, die entweder an weiteren Spannungsteilern oder am selben Spannungsteiler liegen.

Claims (5)

1. .iATENTANSPRUCHE: i. Schaltung mit einem statischen Sekundärelektronenverstärker zur Erzielung konstanter Verstärkung bei Schwankungen der Betriebsspannung unter Benutzung nichtlinearer Widerstände, wie Glühlampen, Eisenwasserstoffwiderstände, Glimmlampen im Spannungsteilerkreis, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelektroden ihre Potentiale von mindestens zwei Spannungsteilern erhalten; die so ausgebildet sind, daß sich bei einer Spannungsschwankung zwischen Punkten zweier Spannungsteiler, die zuvor keine Spannungsdifferenz haben, eine solche ausbildet und daß diese Spannungs:d:ifferenz dazu benutzt wird, um die Stufenspannung einer oder mehrerer Stufen so zu ändern, daß die Gesamtverstärkung konstant bleibt.
2. 2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannungsteiler verwendet werden, von denen der eine, der einen nichtlinearen Widerstand enthält, zur Speisung einer Prallelektrode dient, während der andere lineare Spannungsteiler die Potentiale der übrigen Prallelektroden liefert, und daß die Potentialdifferenz dieser Elektrode zu den beiden spannungsmäßig benachbarten Prallelektroden so eingestellt werden, daß die Gesamtverstärkung bei Spannungsschwankungen konstant bleibt.
3. 3. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl auf die Kathode folgender Prallelektroden ihre Potentiale von einem linearen Spannungsteiler erhalten und die folgenden Elektroden mit einem Spannungsteiler verbunden sind, dessen kathodenseitiger Teil aus einer Glimmlampe besteht. .
4. 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur die letzte Prallelektrode von dem nichtlinearen Spannungsteiler gespeist wird.
5. 5. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung von zwei Spannungsteilern verschiedener Charakteristik nur für einen Teil der Gesamtspannung bzw. der Stufen des Sekundärelektronenverstärkers durchgeführt wird, indem ein weiterer Spannungsteiler mit den parallel geschalteten in Reihe liegt, an dem die restlichen Prallelektroden liegen, und daß die Einstellung so erfolgt, daß die Verstärkung des ganzen Sekundärelektronenverstärkers bei Schwankungen der Spannung konstant bleibt.