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Röhrenkommutator Unter einem elektrischen Kommutlator versteht man
in der Regel einen Körper, ,der aus verschiedenen leitenden voneinander isolierten
Lamellen besteht, die mit einer Schleifbürste od. dgl. nacheinander Kontakt machen
und auf diese Weise zu verschiedenen Zeiten, je nach der Geschwindigkeit des Umlaufs
und der Anzahl der Lamellen, Stromkreise schließen und wieder öffnen.
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Eine entsprechende Anordnung läßt sich unter Verwendung von Elektronenröhren
auch ohne rotierende Teile ausbilden. Die Aufgabe besteht dann darin, daß in einer
aus verschiedenen Stufen bestehenden Schaltungsanordnung diese Stufen aufeinanderfolgend
von einem elektrischen Zustand in den entgegengesetzten gebracht werden. Zu diesem
Zweck sind naturgemäß irgendwelche Steuerimpulse erforderlich.
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Die Erfindung betrifft einten solchen mit Elektronenröhren arbeitenden
Kommutator, der aus einer Anzahl von Stufen in Form von Triggerkreisen besteht,
von denen jeder nur zwei bestimmte elektrische Zustände annehmen kann. Diese Stufen
sind derart miteinander verbunden, daß die Veränderung des Zustandes eines Triggerkreises
von dem Zustand -des vorhergehenden abhängig ist. Jeder Kreis besitzt zu diesem
Zweck ein Schaltglied, das nach Beeinflussung durch den vorhergehenden Kreis den
eigenen Kreis so vorbereitet,
daß er auf einen von außen eintreffenden
Steuerimpuls anspricht und in den anderen Zustand. übergeht.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels mit zwei Figuren
beschrieben. Aus dieser Beschreibung gehen weitere Merkmale hervor. In den Figuren
ist i das Schaltbild eines Röhrenkommutators nach der Erfindung, während Fig. 2
ein Zeitepannungsdiagramm darstellt, das die Potentiale an, verschiedenen Punkten
der Schaltung zu verschiedenen Zeiten angibt.
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Die steuernden Impulse werden von irgendeinem geeigneten Schwingungserzeuger,
z. B. einem Multivibrator, entsprechend Fig. i geliefert. Dieser liegt über Leitungen
5o und 5 i an der Gleichstromquelle. Er liefert rechteckige Spannungskurven der
Anode der Röhre i, die gegen entsprechende Spannungen an der Anode der Röhre 2 um
18o° phasenverschoben sind.
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Der abfallende Teil der Spannungskurve am Ausgang der Röhre :2 wird
z. B. mittels einer Dreipolröhre 3 in positive Impulse von steiler Wellenform umgeformt
und verstärkt. Kurve a in Fig. 2 zeigt die Spannungskurve am Ausgang der Röhre 2,
Kurve b die Form der hiervon abgeleiteten. positiven Impulse. Die Anode der Röhre
3 liegt über einen Belastungswiderstand :4 an: Leitung 5o, ihre Kathode an Leitung
5i. Das Gitter der Röhre 3 liegt am Abgriff eines Widerstandes 5, der über einen
Kondensator 6 mit der Anode der Röhre 2 verbunden ist. Die Zeitkonstante dieses
Kopplungskreises ist so klein; daß die rechteckigen Spannungszüge an der Anode der
Röhre :2 in spitze positive und negative Impulse am Gitter der Röhre 3 umgewandelt
werden. Die Kathode der Röhre 3 und der Widerstand 5 liegen an Leitung 51, so -daß
die Gittervorspannung von Röhre 3 normalerweise Null und die Röhre leitend ist.
Daher sind die positiven Impulse am Gitter der Röhre 3 ohne Wirkung und werden unterdrückt.
Die negativen Impulse erhöhen jedoch den Widerstand der Röhre 3, so daß infolge
der Umkehrwirkung der Röhre positive Impulse entsprechend der Kurve b in Fig. 2
an der Anode der Röhre entstehen. Die an der Anode von Röhre 3 entstehenden Impulse
werden über die Leitung 54 weitergeführt. Die Amplitude dieser Impulse hängt vom
Wert des Belastungswiderstandes 4 ab. Wenn der einen Teil des Widerstandes 4 kurzschließende
Schalter 53 geschlossen ist, ist die Impulsamplitude klein und kann den Kommutator
nicht in Gang setzen. Bei geöffnetem Schalter 53 ist die Impulsamplitude größer,
so daß der Kommutator ausgelöst wird. Derartige wirksame Impulse werden nachstehend
als Arbeits,impulse bezeichnet.
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Der Kommutator hat so viel Stufen, wie es der Zahl der fortschreitenden
Änderungen von Schaltzuständen entspricht, die in einem Zyklus oder Umlauf erzeugt
werden sollen. In dem Beispiel sind drei Stufen angenommen, Si, S2 und S3. Sie sind
in einem Ring miteinander verbunden und arbeiten in der Richtung Si, S2, S3 bis
Si, S2 usw. Jede Stufe enthält einen Triggerkreis, d. h. eine Kippschaltung, die
zwei stabile Zustände hat. Jeder dieser Triggerkreise hat einen linken und einen
rechten aus bekannten Schaltgliedern bestehenden Schaltungsteil. Der linke Zweig
umfaßt die in Reihe geschalteten Widerstände 62 a, 63 a und 64a zwischen den Leitungen
5o und 51. Der rechte Zweig enthält die entsprechenden Widerstände 62 b,
63 b und 64 b. Ein Kondensator 65 a
liegt parallel zum Widerstand
63 a, ein entsprechender Kondensator 65 b parallel zum Widerstand 63 b. Ein
veränderlicher Widerstand, die Eingitterröhre 68a., ist mit ihrer Anode mit dem
Verbindungs-1>unkt 66b der Widerstände 62b und 63b, ihre Kathode ist
über den Widerstand 69 mit der Leitung 51 verbunden. So liegen die Anoden-Kathoden-Strecke
derRöhre68a und derKathod.enwiderstand 69 parallel zu den Widerständen 63 b und
64b, so daß diese Röhre 68a als ein veränderliches Glied des rechten Zweiges betrachtet
werden kann. Ein anderes veränderliches Schaltglied, die Fünfpolröhre 68b, liegt
mit ihrer Anode am Verbindungspunkt 66 a der Widerstände 62 a und 63 a,. mit ihrer
Kathode über den Widerstand 69 an der Leitung 51. Die Kathoden-Anoden-Strecke von
68b und der Kathodenwiderstand. 69 liegen also parallel zu den Widerständen 63a
und 64a, so daß diese Entladungsstrecke als veränderlicher Widerstand des
linken Zweiges betrachtet werden kann, Die Schirmgitter der Fünfpolröhren aller
Stufen sind mit der Leitung 52 verbunden, deren Potential an dem die Leitungen 5o
und 51 verbindenden Spannungsteiler 7 abgenommen wird.
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Das Gitter der Röhre 68 a liegt am Verbindungspunkt 67 a der
Widerstände 63 a und 64a, während das Steuergitter der Fün,fpoiröhre 68b
über einen Widerstand 75 an, den Verbindungspunkt 67 b der Widerstände 63 b und
64 b angeschlossen ist. Damit wird eine Überkreuzkopplung zwischen dem linken und
rechten Zweig erreicht, so daß der elektrische Zustand des einen Zweiges eine Funktion
des elektrischen Zustandes des anderen ist. Die Widerstände 62 a, 63 a und
64a und der Kondensator 65 a. haben die entsprechenden Werte wie die Widerstände
62 b, 63 b und 64 b und der Kondensator 65 b. Eine zweckmäßige Bemessung wird erreicht,
wenn die Werte der Widerstände 62 und 64 ein Drittel der Widerstände 63 betragen
und -,venn die Kondensatoren 65 a und 65 b eine Kapazität in der Größe von einigen
ioo pF haben.
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In jedem stabilen Zustand der Schaltung ist eine der Röhren 68
a bzw. 68 b leitend, und die andere ist gesperrt, so daß der Punkt
72 am oberen Ende des Widerstandes 69 im wesentlichen auf konstantem Potential,
dem Kathodenpotential, bleibt. Der Wert des Widerstandes 69 ist so gewählt; daß
der Potentialabfall im wesentlichen gleich dem höchsten Potentialabfall .ist, der
an 64a oder 64b auftreten kann. Wenn also der Potentialabfall am Widerstand 64a
ein Maximum ist, ist das Potential am Punkt 67 a und damit am Gitter der
Röhre 68 a im wesentlichen gleich dem Kathodenpotential. Die Röhre 68a hat dann
die Gittervorspannung Null, isst also gut leitend. Das Entsprechende gilt für die
Verhältnisse
an der Fünfpolröhre 68 b. Wenn zur gleichen Zeit das Bremsgitter der Fünfpolröhre
auf hohem Potential liegt, hat diese Röhre die größte Leitfähigkeit. Aber wenn bei
o Volt Steuergittervorspannung der Pentode ihre Bremsgitterspannung vermindert wird,
dann nimmt die Leitfähigkeit der Fünfpolröhre ab. Ist die Steuergittervorspannung
der Fünfpolröhre derart negativ, daß der gesperrte Zustand der Fünfpolröhre aufrechterhalten
bleibt, so hat eine Ab- oder Zunahme des Potentials am Bremsgitter keinen Einfluß.
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Das Bremsgitterpotential in jedem Triggerkreis wird bestimmt durch
das Potential. des Punktes 82 am Widerstand 7o, der im Ausgang des vorhergehenden
Stromkreises liegt. Ein niedriges Bremsgitterpotential ist beträchtlich negativer
als das Kathodenpotential, während ein hohes Bremsgitterpotential ungefähr gleich
dem Kathodenpotential ist. Liegt am Steuergitter die negative Sperrspannung, so
kann ein hohes Bremsgitterpotential die Fünfpolröhre nicht entsperren; sie wird
lediglich in den Bereitschaftszustand versetzt, so daß sie bei Eintreffen eines
genügend großen positiven Impulses am Steuergitter entsperrt wird. Hat jedoch das
Bremsgitterpotential einen negativen Wert, so bleibt ein auf fas Steuergitter gegebener
Arbeitsimpuls unwirksam, und die Fünfpolröhre kann nicht entsperrt werden. Das Bremsgitterpotential
bestimmt also, ob die Fünfpolröhre auf einen Impuls, den ihr Steuergitter über die
Leitung 54 erhält, anspricht oder nicht. Die Röhre ist leitend, wenn ihre Brems-
und Steuergitterpotentiale hoch, im wesentlichen gleich dem Kathodenpotential sind.
Unter diesen Umständen: wird eine Verminderung des Bremsgitterpotentials den Stromfluß
in der Fünfpolröhre vermindern, nicht jedoch sperren.
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Im Zustand der höchsten Leitfähigkeit der Fünfpolröhre 68b fließt
ein verhältnismäßig kräftiger Strom über die Leitung 5o durch die Röhre über den
Widerstand 69 zur Leitung 5i. Dann ist das Potential am Punkt 66a nur wenig
höher als das Kathodenpotential. Der Potentialabfall am Widerstand 63a bringt das
Potential am Punkt 67a beträchtlich unter das Kathodenpotential, und die negative
Gittervorspannung der Röhre 68 a. wird so hoch, daß diese Röhre gesperrt ist. Arbeitsimpulse,
die dem Punkt 67a über die Leitung 54 zugeführt werden, sind dann nicht in der Lage,
die Gittervorspannung der Röhre 68 a so weit zu erhöhen, daß diese leitend wird.
Sinkt aber das Bremsgitterpotential der Fünfpolröhre 68b auf seinen Tiefstwert,
so wird der Stromfluß durch die Fünfpolröhre geringer, obgleich sie nicht durch
eine Spannung am Steuergitter gesperrt ist. Entsprechend dieser Verminderung des
Stromes durch die Fünfpolröhre steigt das Potential dann an den Punkten
66a
und 67a .bis zu einem gewissen Grade an. Dieser Potentialanstieg am Punkt
67a macht die negative Gittervorspannung von Röhre 68a positiver, jedoch
nicht so positiv, daß ihre Sperrung aufgehoben wird. Wenn dann ein weiterer Arbeitsimpuls
am Steuergitter von 68a auftritt, genügt diese Verminderung der negativen Gittervorspannung
von 68a, um die Röhre zu entsperren. Das Bremsgitterpotential der Fünfpolröhre 68
bringt daher indirekt die Dreipolröhre 68 a in einen Zustand, daß sie auf
Arbeitsimpulse von der Leitung 54 her anspricht.
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Das Bremsgitterpotential der Fünfpolröhre 68 b
bestimmt, ob
die Arbeitsimpulse auf jeden Zweig der Kippschaltung einwirken. Bei hohem Bremsgitterpotential
wird die Fünfpolröhre durch den Arbeitsimpuls entsperrt, und dieser Impuls vermindert
den Widerstand des die Fünfpolröhre enthaltenden linken Schaltungsteiles. Bei niedrigem
Bremsgitterpotential wird die Dreipolröhre 68a durch den Arbeitsimpuls entsperrt,
und der Impuls vermindert den Widerstand des die Dreipolröhre enthaltenden rechten
Schaltungsteiles. Da die Pentode ein Teil des linken Widerstandszweiges ist, bereitet
somit der Schaltzustand eines Teiles eines der Zweige der Kippschaltung wahlweise
beide Schaltzweige für den Widerstandswechsel vor. Insbesondere steuert das Potential
an dem Bremsgitter der Röhre 68 b im Kippschaltkreis die Wirksamkeit eines Kippimpulses,
der den einen stabilen Zustand des Triggerkreises in den anderen umzuwandeln sucht.
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Die Kippschaltung ist in dem einen stabilen Zustand, wenn sein linker
Teil einen geringen, sein rechter Teil einen hohen Scheinwiderstand hat. Dieser
Zustand des Stromkreises wird als »Ein«-Zustand bezeichnet. Der andere, umgekehrte
Zustand ist der »Aus«-Zustand. In diesem Falle hat sein linker Teil einen hohen,
sein rechter Teil einen geringen Widerstand;. Durch Überkreuzkopplung der beiden
Teile weist der eine Teil gezwungenermaßen einen niedrigen Scheinwiderstand auf,
wenn der Widerstand des anderen Teiles hoch ist.
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Ist der Spannungsabfall an den Widerständen 64a und 69 des Triggerkreises
gleich, dann hat Punkt67a das Potential des Punktes 72. Die Gittervorspannung der
Röhre 68a ist Null; die Leitfähigkeit der Röhre 68a ist groß, und es fließt
ein kräftiger Strom von der Leitung 5o durch den Widerstand 62b, die Röhre 68a und
den Widerstand 69 zur Leitung 5 i. Bei diesen Verhältnissen liegt das. Potential
der Anode der Röhre 68 a und des Punktes 66 b nur wenig über dem dies Punktes
72. Der Spannungsabfall an den Widerständen 63 b und 64b ist groß genug,
daß das Potential am Punkt 67b und damit auch am Gitter der Röhre
68 b gegenüber dem Punkt 72 genügend negativ ist, so daß die Röhre 68 b bei
angelegter Schirmgitterspannung und bei jeder Spannung, die am Bremsgitter auftreten
kann, gesperrt ist. Bei hohem Widerstand der Röhre 68 b weisen ihre Anode und auch
der Punkt 66a ein genügend hohes Potential auf, so daß der Spannungsabfall an den
Widerständen 63a und 64a das Potential am Punkt 67a und damit auch das des Gitters
der Röhre 68a nicht unte% .den Wert des Potentials am Punkt 72 bringen kann. Die
Röhre 68a behält auf diese Weise einen geringen Widerstand, während der von 68b
hoch ist. Dadurch bleiben die Punkte 66a und 67a auf hohem und Punkte 66b
und 67b auf geringem
Potential. Der Scheinwiderstand des
rechten Teiles ist klein, der des linken Zweiges groß. Dadurch ist der stabile »Ein«-Zustand
des Triggerkreises bestimmt.
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Bevor der Triggerkreis auf »Ein« geschaltet werden kann, muß das Bremsgitterpotential
der Fünfpolröhre 68b auf seinen höheren Wert gebracht werden, da nur dann eine wirksame
Erhöhung der Steuergitterspannung durch einen Arbeitsimpuls erfolgen kann, um die
Röhre zu entsperren: Solange das Bremsgitter auf niedrigem Potential liegt, bleibt
das Ansteigen der Steuergittervorspannung der Fünfpolröhre durch den zugeführten
Arbeitsimpuls unwirksam, und die Röhre bleibt gesperrt. Unter dieser Bedingung kann
der Kippschaltkreis unter dem Einfluß eines dem Steuergitter der Pentode zugeführten
Arbeitsimpulses nicht in den »Ein«-Zustand gekippt werden. Hat jedoch das Bremsgitterpotential
einen höheren Wert angenommen, dann wird ein am Steuergitter der Pentode eintreffender
Arbeitsimpuls den Spannungsabfall an den Widerständen 75 und 64b erhöhen; das Potential
am Gitter von 68b gegenüber Leitung 51 steigt an, und die Potentialdifferenz zwischen
dem Gitter und der Kathode von 68 b vermindert sich. Diese Verminderung der negativen
Gittervorspannung der Röhre 68 b in Verbindung mit dem erhöhten Bremsgitterpotential
bewirkt einen Stromfluß durch die Fünfpolröhre. Daraufhin fällt am Punkt 66a das
Potential plötzlich ab, und es wird ein negativer Impuls über den Kondensator 65
a zum Punkt 67 a übertragen, so daß dieser Punkt gegenüber,der Kathode
negativ wird.
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Da so die Gittervorspannung der Röhre 68a negativer wird, nimmt der
Stromfluß durch diese Röhre ab. Daraus ergibt sich, daß das Potential des Punktes
66 b plötzlich steigt und ein positiver Impuls über den Kondensator 65b auf das
Steuergitter der Röhre 68b gegeben wird. Dieser über den Kondensator 65 b
geführte positive Impuls läßt die Steuergitterspannung von 68 b positiver werden,
was bereits durch den von Leitung 54 an das Steuergitter von 68 b geleiteten Arbeitsimpuls
eingeleitet wurde. Durch diese gegenseitige Beeinflussung der Widerstandszweige
gelangt also das Steuergitter der- Röhre 68 b auf hohes, im wesentlichen auf Kathodenpotential,
während das Steuergitter der Röhre 68 a Sperrpotential annimmt. Die Kippschaltung
ist dadurch vom »Aus«- in den »Ein«-Zustand geschaltet. Im »Ein«-Zustand ist die
Röhre 68 a gesperrt und die Röhre 68 b leitend, und die Punkte 66a
und 67a sind auf niedrigem Potential, während die Punkte 66b und 67b auf hohem Potential
liegen.
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Die Fünfpolröhre FS b hat ihre höchste Leitfähigkeit, wenn
sowohl ihr- Steuergitter als auch ihr Bremsgitter auf hohem, ungefähr dem Kathodenpotential
liegen. Dies ist der Fall, wenn der Stromkreis zum ersten Male in den »Ein«-Zustand
gelangt. Daraufhin vermindert sich das Potential des Bremsgitters, und die Leitfähigkeit
der Fünfpolröhre erreicht wieder den vorher eingenommenen `'Wert. Sie gelangt jedoch
so lange nicht in den Sperrzustand, solange die Steuergittervorspannung im wesentlichen
auf dem Nullwert bleibt. Dadurch kann, durch eine Verminderung des Bremsgitterpotentials
der Schaltkreis nicht in seinen früheren »Aus«-Zustand zurückkippen, sondern er
wird nur vorbereitet, daß er auf den nächsten Arbeitsimpuls, i der von Leitung 54
an das Gitter der Röhre 68 a gelangt, anspricht. Die vorhergehende Vergrößerung
des Widerstandes der Röhre 68 b bereitet den Abfall der negativen Gittervorspannung
der Röhre 68 a vor. Danach vermehrt dann der erste Arbeitsimpuls, der an- das Gitter
von 68a gelangt, den Spannungsabfall am Widerstand 64a, so daß die Gittervorspannung
von 68a weiter ansteigt und; schließlich so weit ins Positive verlagert ist, daß
der Strom durch 68a einsetzen kann. Daraufhin fällt das Potential am Punkt 66 b
plötzlich ab; wodurch: ein negativer Impuls über Kondensator 65 b an das Steuergitter
der Röhre 68b gegeben wird, so daß die Gitterspannung dieser Röhre negativ
wird. Der Röhrenwiderstand von 68 b steigt weiter und ruft einen entsprechenden
Anstieg des Potentials am Punkt 66a hervor. Der hierdurch entstehende positive Impuls
wirkt über den Konden-Bator 65a auf das Gitter der Röhre 68a, deren negative
Gitterspannung fällt. Dieses gegenseitige Zusammenwirken zwischen ,den zwei Widerstandszweigen
schaukelt sich hoch und läßt schließlich die Gittervorspannung der Röhre 68a den
Wert Null erreichen; `nährend die der Röhre 68 b auf den negativen Sperrwert kommt.
Röhre 68 a hat dann ihre maximale Leitfähigkeit oder den geringsten Widerstand,
während Röhre 68 b die geringste Leitfähigkeit und den größten Widerstand aufweist.
Die Punkte 66a und 67a liegen auf hohem, die Punkte 66 b und 67 b auf niedrigem
Potential. Der linke Zweig hat also einen hohen, der rechte einen geringen Widerstand,
so daß der betreffende Triggerkreis vom »Ein«- in -den »Aus«-Zustand gelangt ist.
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Es sind Glimmlampen 76a und 76b vorgesehen, um den Zustand
der Kippschaltung sichtbar zu machen. Die Röhre 76a und ein Strombegrenzungswiderstand
77a liegen in Reihe zwischen dem Punkt 66a und der Leitung 5o, während die
Röhre 76 b und Widerstand 77 b zwischen dem Punkt 66 b
und der
Leitung 5o angeordnet sind. Wenn der »Ein«-Zustand herrscht, in dem Punkt 66a auf
niedrigem Potential liegt, reicht die an der Röhre 76a bestehende Potentialdifferenz
aus, um sie zu zünden. Entsprechend wird, wenn der »Aus«-Zustand herrscht, in dem
am Punkt 66b ein niedriges Potential liegt; die Röhre 76b gezündet.
Auf diese Weise zeigt ,das Aufleuchten der Röhre 76a an, daß sich die Kippschaltung
im »Ein«-Zustand und das Aufleuchten der Röhre 76 b, daß sich die Kippschaltung
im »Aus«-Zustand befindet.
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Die auf der Leitung 54 auftretenden Impulse werden gleichzeitig den
Steuergittern der Röhren 68a und 68b aller Kippschaltungen über Kopplungskreise
zugeführt. Die Kopplungsglieder zwischen dem Gitter jeder Röhre 68a und der
Leitung
54 bestehen, aus einem Kondensator 73 a und einem Widerstand 74a, während das Kopplungsglied
zwischen jeder Röhre 68b und, der Leitung 54 aus einem Kondensator
73 b und einem Widerstand 74 b besteht. Obgleich die Impulse gleichzeitig
den Steuergittern beider Kippschaltungsröhren zugeführt werden, hängt ihre Wirksamkeit
von dem Zustand ab, in dem sich die betreffende Stufe befindet. Dieser wird durch
das Potential sowohl an den Steuerelektroden der Elektronenröhren als auch besonders
durch das Potential am Bremsgitter der Röhren in den einzelnen Triggerkreisen bestimmt.
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Die Kondensatoren 65a und 65 b sichern infolge der Zeitverzögerung,
d@aß jeder Arbeitsimpuls, obgleich er gleichzeitig beiden Zweigen des Stromkreises
zugeführt wird, die Umschaltung nur eines einzigen Stromkreises bewirkt, deren Richtung
von dem Bremsgitterpotential abhängt. Die Zeit, die die Impulse brauchen, um durch
die Kondensatorglieder hindurchzulaufen; ist groß gegenüber der Dauer des Arbeitsimpulses
und klein gegenüber dem zeitlichen Abstand von zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsimpulsen.
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So kann, wenn der Kreis S 2 im »Aus«-Zustand ist und ein hohes Bremsgitterpotentlial
aufweist, dieser in den »Ein«-Zustand umgeschaltet werden. Wenn er sich aber im
»Ein«-Zustand bei geringem Bremsgitterpotential seiner Röhre befindet, so wird er
in den »Aus«-Zustand durch gleichzeitiges Zuführen der Impulse an die Steuergitter
beider Röhren in -der betreffenden Kippschaltung umgeschaltet. Ist z. B. S2 im »Aus«-Zustand
und sein Bremsgitterpotential hoch, dann ist die Röhre 68a voll leitend, und Röhre
68b ist gesperrt. Beim gleichzeitigen Aussteuern der Steuergitter der Röhren 68a
und 68b durch Impulse wird wegen des hohen Bremsgitterpotentials von 68 b ein Strom
in 68b einsetzen, während sich bei der schon leitenden Röhre 68a keine Änderung
durch die Impulse ergibt. Da sich der Widerstand: von 68 b vermindert, gelangt ein
negativer Impuls über den Kondensator 65a zum Gitter 68a. Die Zeitverzögerung durch
den Kondensatorkreis reicht aus, um diesen negativen Impuls über den wirksamen Zeitraum
des positiven Arbeitsimpulses hinaus zu verlängern. Der erzeugte negative Impuls,
der weniger steil ist als der Arbeitsimpuls, macht die j negative Gittervorspannung
von 68a noch weiter negativ, so daß der Kippvorgang des Stromkreises vom »Aus«-
in d,en »Ein«-Zustand in der beschriebenen Weise vollendet wird. Wenn S2 im »Ein«-Zustand
ist und das Bremsgitterpotential seiner Röhre 68 b niedrig ist, so gilt das oben
Gesagte ent, sprechend für die Verminderung der negativen Gittervorspannung von:
68 a. Durch das Geben eines positiven Arbeitsimpulses auf die Röhre 68 a wird ihre
Gitterspannung positiver, so daß ein Strom hindurchfließen kann. Andererseits hat
die Röhre 68b bereits die Gittervorspannung Null, und der hier ankommende positive
Impuls wird daher nur eine geringe oder keine besondere Wirkung hervorrufen. Wenn
die Leitfähigkeit der Röhre 68a einsetzt, sinkt das Potential an Punkt 66b plötzlich,
so d:aß über den Kondensator 65 b ein negativer Impuls auf das Steuergitter von
68b gelangt und die Leitfähigkeit von 68b verringert wird. Dieser negative Impuls
überdauert die Zeit eines Arbeitsimpulses, so daß in der beschriebenen Weise das
CTnikippen des Stromkreises in. seinen. »Aus«-Zustand erfolgt.
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Der Kommutator ist aus mehreren Stufen der oben beschriebenen Kippschaltungen
zusammengesetzt. Im Beispiel sind drei Stufen vorgesehen, ,S' i, S2 und S3. Stufe
1 ist mit Stufe 2 über den Widerstand 70 (1) verbunden, der zwischen dem Punkt
66 b von S i und der Leitung 51 liegt. Der Teil des Widerstandes
70 zwischen Punkt 82 und Leitung 5i ist durch den Kondensator 71 überbrückt.
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Vom Punkt 82 führt die Leitung 9 zum Bremsgitter der Fünfpolröhre
68b .der Stufe S2. Diese Stufe ist in entsprechender Weise mit Stufe S3 über den
Widerstand 70 (2) nebst Kondensator 71 gekoppelt und über die Leitung io mit dem
Bremsgitter der Röhre 68b der Stufe 3 verbunden. Stufe 3 ist wieder mit Stufe i
über eine Umkehrschaltung gekoppelt, die die Dreipolröhre 78 enthält, die in Reihe
mit den Widerständen 81 und 8o zwischen den Leitungen. 5o und 51 liegt. Das Gitter
der Dreipolröhre 78 ist über den Widerstand 79 mit dem Punkt 67 b der Stufe
S3 verbunden, während zwischen ihrer Anode und der Leitung 51 der Belastungswiderstand
70 (3) liegt,, dessen unterer Teil durch einen Kondensator 71 überbrückt ist. Vom
Punkt 82 dieses Widerstandes führt die Leitung i i an das Bremsgitter der Röhre
68 b der Stufe S i. Das Potential des Punktes 82 des Widerstandes 70 (1)
ist von dem Zustand der Stufe S i; das des Punktes 82 .des Widerstandes 70 (2) von
dem Zustand der Stufe S2 und das des Punktes 82
des Widerstandes 70 (3) von
dem Zustand der Stufe 3 abhängig.
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Wenn S i im »Ein«-Zustand ist liegt Punkt 66 b auf hohem Potential;
dementsprechend ist auch das Potential am Punkt 82 von 70 (1) entsprechend hoch.
Das Potential des Bremsgitters der Röhre 68 b von Stufe S2 ist dann: ebenfalls auf
einem hohen Wert, der im wesentlichen dem Wert des Kathodenpotentials entspricht.
Ist Stufe S i im »Aus«-Zustand dann liegt am Punkt 66b und damit auch am
Bremsgitter von S2 ein geringes Potential; dieses ist beträchtlich negativer als
das Kathodenpotential. So steuert der Zustand von S i das Potential des Bremsgitters
von 68b in S2 und steuert dadurch die Bereitschaft von S2 für das Ansprechen auf
die über die Leitung 54 fortwährend eintreffenden Arbeitsimpulse.
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Entsprechend steuert S2 die Bereitschaft von S3. Daher liegt im »Ein«-Zustand
der Stufe S3 ihr Punkt 67b im wesentlichen auf Kathodenpotential, so daß das mit
ihm verbundene Gitter der Röhre 78 ebenfalls ein hohes Potential aufweist, bei welchem
der Stromfluß durch die Röhre 78 ein Maximum ist. Unter diesen Verhältnissen liegen
die Anode von 78, ebenso der mit ihr verbundene
Punkt 82 des Widerstandes
70 (3) und das Bremsgitter der Röhre 68 b von S i auf niedrigem Potential. Wenn
sich jedoch Stufe S3 firn »Aus«-Zustand befindet, liegt ihr Punkt 67b auf negativem
Potential in bezug auf die Kathode der Röhre 78. Dann ist die Gittervorspannung
der Röhre 78 negativ, und der Stromfluß durch die Röhre ist ein Minimum. Unter dieser
Bedingung liegen der Punkt 82 von 70 (3) und das damit verbundene Bremsgitter von
68 b in S i auf hohem Potential.
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Daraus ist ersichtlich, daß die Stufe S i im »Ein«-Zustand ein hohes
Bremsgitterpotential der Röhre 68 b von S2 bedingt, während der »Ein«-Zustand von
S3 ein niedriges Bremsgitterpotential der Röhre 68 b von S i zur Folge hat, daß
ferner im »Aus«-Zustand von S i ein niedriges Bremsgitterpotential für die Röhre
68 b von S 2 und im »Aus«-Zustand von S2 ein niedriges Bremsgitterpotential für
die Röhre 68b von S 3 geschaffen wird, sich jedoch im »Aus«-Zustand von S3 ein hohes
Bremsgitterpotentiäl für 68 b in S i entwickelt.
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Wenn die Stufen S i, S2 und S3 anfänglich im »Aus«-Zustand sind, in
welchem die rechten Schaltungsteile dieser Stufen einen geringen Widerstand aufweisen;
während die linken Teile einen hohen Widerstand haben, dann sind alle Glimmlampen
76b gezündet. In diesem Zeitpunkt herrscht an allen Punkten 66b und 67b ein niedriges
Potential, während die Punkte 66a und 67a auf hohem Potential liegen. Dann sind
alle Röhren 68 a voll leitend und alle Röhren 68 b gesperrt. Da der Punkt 66 b von
S i auf niedrigem Potential ist, ist auch Punkt 82 von 70 (1) und das damit verbundene
Bremsgitter der Röhre 68 b von Sä auf niedrigem Potential. Daher können Arbeitsimpulse,
die über Leitung 54 an das Steuergitter der Röhre 68 b von S2 gelangen, zu
dieser Zeit diese Röhre nicht entsperren. Entsprechend liegen Punkt 66 b von S 2
und ebenso Punkt 82 von 70 (2) und das Bremsgitter von 68b von S3 auf niedrigem
Potential. Daher können auch Arbeitsimpulse, die auf das Steuergitter der Röhre
68b von S3 gelangen, diese Röhre nicht entsperren. S2 und S3 bleiben also im»Aus«-Zustand.
DaS3 abgeschaltet ist und ihr Punkt 67b auf niedrigem Potential liegt, ruft der
umkehrende Stromkreis finit der Röhre 78 ein hohes Potential am Punkt 82 des Widerstandes
70 (3) und am Bremsgitter der Röhre 68 b von S i hervor. Demgemäß ist, wenn alle
Stufen in ihrem »Aus«-Zustand sind, die erste Stufe durch die letzte Stufe zum Umschalten
in den »Ein«-Zustand vorbereitet. Jedoch tritt keine Änderung im Zustand irgendeiner
Stufe ein, bevor nicht Schalter 53 geöffnet wird, um die Amplituden der Impulse:
an Leitung 54 auf Arbeitsgröße zu bringen. Wenn also Schalter 53 geöffnet ist und
alle Stufen anfänglich im »Aüs«-Zustand sind, so wird Stufe S i durch den ersten
am "Steuergitter der Röhre 68 b von S i ankommenden Arbeitsimpuls vom »Aus«- in
den, »Ei.n«-Zustan:d umgeschaltet. Dieser Vorgang ist in Fig.2 durch den Anstieg
der Kurve des Potentialverlaufes von 66 b von S i und den gleichzeitigen Abfall
4es Potentials am Punkt 66 a von S i schematisch dargestellt. Wenn Si nun im »Ein«-Zustand
und damit sein Potential 66b und auch Punkt 82 von 7o(1) und das Bremsgitter von
Röhre 68b von S2 auf hohem Potential liegen, schaltet der nächste Arbeitsimpuls
S:2 in den »Ein«-Zustand, wie dies Fig. 2 erkennen läßt. S2 bereitet
dann auch S3 vor, daß ein dritter Impuls (s. Fig.2) S3 auf »Ein« umsteuern kann.
Nach der Umschaltung von S3 ist ein Arbeitsumlauf des Kommutators beendet, währenddessen
die Stufen nacheinander umgeschaltet werden.
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Wenn im letzten Schritt des Kreislaufes S 3 auf »Ein« geschaltet ist,
wird durch den Stromkreis der Umkehrröhre 78 das Potential vom Punkt 82 am Widerstand
70 (3) und am Bremsgitter von Röhre 68b von S i erhöht. Hierdurch erhöht sich der
Widerstand der Röhre 68 b von S i, der bisher gering war, und am Punkt 66 a steigt
das Potential um einen gewissen, für die Bereitschaft erforderlichen Betrag. Dieser
Vorgang dieser geringen Zunahme des Potentials an den Punkten 66a erfolgt gleichzeitig
mit dem Kippen von S3 und ist in Fig.2 gezeigt: Der erste Arbeitsimpuls, der diesem
Anwachsen des Potentials folgt, bewirkt die Änderung des Zustandes von S i, so daß
also der vierte Arbeitsimpuls Si auf »Aus« schaltet. Beim Kippen von S i fällt das
Potential ihres Punktes 66b, des: Punktes 82 des Widerstandes 70 (3) und des Bremsgitters
der Röhre 68 b von S i auf den niederen Wert. Die sich ergebende Widerstarrdszunahm.e
von 68 b der Stufe S2 und der gleichzeitig erfolgende Potentialanstieg vom Punkt
66a der Stufe 2, ist aus Fig. 2 zu ersehen. Diese Vorgänge treten gleichzeitig beim
Umschalten der Stufe S i in den »Aus«-Zustand auf. Beim Anliegen einer geringen
Spannung am Bremsgitter von 68b der Stufe S2 schaltet der fünfte Arbeitsimpuls S2
auf »Aus«, worauf das Potential vom Punkt 66 a der .Stufe S 3 wieder
ansteigt (vgl. Fig. 2). Der sechste Impuls schaltet S3 in den »Aus«-Zustand um.
Darauf kippt der siebente Impuls die Stufe Si wieder in den »Ein«-Zustand. Ein neuer
Umlauf kann beginnen.
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Wenn mit dem sechsten Impuls S3 auf »Aus« geschaltet ist, ist die
zweite Phase des Kommutatorumlaufes beendet. Während dieser zweiten Phase werden
die Triggerkreise nacheinander in den »Aus«-Zustand zurückgebracht, indem jeder
einzelne Triggerkreis, sobald er sich in dem »Aus«-Zustand befindet, die nächste
Stufe zur Umschaltung in den »Aus«-Zustand vorbereitet. So werden in der zweiten
Phase die rechten Zweige der Triggerkreise nacheinander in den Zustand eines niedrigen
Scheinwiderstandes gebracht, während die linken Zweige nacheinander in den Zustand
mit hohem Widerstand gelangen.
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Es ist nun ersichtlich, daß der Kommutator kontinuierlich Umläufe
durchführt. In jedem Umlauf werden die Stufen nacheinander in den »Ein«-Zustand
und dann nacheinander in den »Aus«-
Zustand gebracht. Die Zahl der
Arbeitsschritte in einem Umlauf ist doppelt so groß wie die Zahl der Stufen. Die
Arbeitsweise des Kommutators kann durch Schließen des Schalters 53 unterbrochen
werden, weil diese Maßnahme die Amplitude der Impulse auf Leitung 54 auf einen unwirksamen
Wert vermindert. Alsdann bleiben die Stufen in ihrem zuletzt eingenommenen Zustand.
Nach dem Wideröffnen des Schalters 53 beginnt dann das Arbeiten des Kommutators
von dem Punkt wieder, in dem er abgeschaltet worden ist.
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Bei dem aufeinanderfolgenden Schalten des Kommutators wird jeder Arbeitsimpuls
jeweils nur eine einzige Stufe umsteuern, und zwar die, die zum Umschalten vorbereitet
ist. Wenn etwa alle Stufen anfänglich auf »Aus« stehen, so wird der Zustand von
S3 die Stufe Si in die Lage versetzen, durch einen Arbeitsimpuls auf »Ein« gekippt
zu werden. Der Potentialanstieg am Punkt 66 b, wenn z. B. S i auf »Ein« steht, erfolgt
nicht augenblicklich mit dem Eintreffen des Arbeitsimpulses, sondern exponentiell,
wie in Fig. 2 durch die abgerundeten Ecken angegeben ist.
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Die durch den Potentialanstieg des Punktes 66 b der Stufe S i hervorgerufene
Potentialzunahme des Punktes 82 des Widerstandes 70 (1) erfolgt mit geringer Verzögerung
gegenüber dem Potentialanstieg des Punktes 66b wegen, des Kondensators 71,
der zwischen dem Punkt 82 und der Leitung 51 liegt. Aus zwei Gründen erreicht somit
die Bremsgitterspannung von 68 b der Stufe S2 keinen hohen, wirksamen Wert während
der wirksamen Dauer des Arbeitsimpulses, weil erstens der Potentialanstieg des Punktes
66 b der Stufe S i beim Kippen von Si in den »Ein«-Zustand exponentiell stattfindet
und weil zweitens die Potentialzunahme am Punkt 82 des Widerstandes 70 (1) mit Verzögerung
einsetzt. Diese beiden Wirkungen arbeiten einander entgegen; so daß der gleiche
Arbeitsimpuls, der das Kippen von S i in den »Ein«-Zustand einleitete, nicht fähig
ist, bereits das Kippen von S2 in den »Ein«-Zustand einzuleiten. Daher kippt jeder
Arbeitsimpuls in den aufeinanderfolgendenArbeitsschritten des Kommutators nur eine
Stufe, was jedoch zugleich die Vorbereitung für das Kippen der nächsten Stufe auslöst.
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Entsprechend: wird jeder Arbeitsimpuls einen »Aus«-Zustand jeweils
nur in einer Stufe einleiten, der wiederum die nächste Stufe vorbereitet. Sind z.
B. S2 und S3 im »Ein«-Zustand und S i im »Aus«-Zustand (nach dem vierten Impuls
in Fg. 2), dann ist das Bremsgitterpotential von 68 b von S2 gering, während
das von 68 b in S 3 hoch ist. Der nächste Arbeitsimpuls leitet das Kippen von S2
in den »Aus«-Zustand ein, indem er die negative Gitterspannung der Röhre 68a von
S 2 noch weiter ins Negative verlagert. Gemäß Fig. 2 fällt das Potential am Punkt
66 b von S2 plötzlich ab, aber der Kondensator 71, der einen Teil des Widerstandes
70 (2) überbrückt, hält das Potential des Punktes 82 von 70 (2) noch eine Zeitlang
auf seinem vorhergehenden hohen Wert. Mit dem Abklingen der Kondensatorladung fällt
der Potentialwert des Punktes 82, und das Potential an dem damit verbundenen Bremsgitter
der Röhre 68 b von S3 sinkt exponentiell auf einen niedrigen Wert. Das Bremsgitterpotential
von 68b
von S3 erreicht also den wirksamen niedrigen Wert noch nicht während
der wirksamen Zeitdauer des Arbeitsimpulses, der S2 auf »Aus« gekippt hat und auch
an S3 anliegt. Die vorbereitende Zunahme des Widerstandes von 68b von S3 ist also
erst beendet, nachdem der Arbeitsimpuls praktisch abgeklungen ist. Aus diesem Grunde
vermag jeder Arbeitsimpuls in der zeitlich nacheinander ansprechenden Arbeitsweise
des Kommutators nur eine einzelne Stufe in den »Aus«-Zustand zu bringen.