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Elektronische Vorrichtung zum Wählen eines bestimmten Stromkreises
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung zum Wählen eines bestimmten
Stromkreises aus mehreren Stromkreisen durch Potentialsteuerung über eine einzelne
Steuerleitung, wobei zur beliebigen Betätigung eines dieser Stromkreise auf die
Steuerleitung eine Gleichspannung gebracht werden muß, die höher (niedriger) ist
als diejenige, die zur Betätigung jeder der vorangehenden (folgenden) Stromkreise
erfordert wird. Jeder dieser Stromkreise weist einen elektronischen Schalter mit
mindestens einer Kathode, zwei Steuergittern und einer Anode auf. Die Kathoden der
genannten Schalter sämtlicher Stromkreise sind unmittelbar miteinander verbunden,
und von jedem dieser Schalter ist das eine Steuergitter über eine Quelle negativer
Vorspannung derartigen bestimmten Wertes mit der Steuerleitung verbunden, daß dieses
Steuergitter nur durch eine auf diese Leitung gebrachte für die Betätigung des betreffenden
oder eines folgenden Stromkreises geeignete Gleichspannung ein Potential erhält,
bei dem der betreffende Schalter geschlossen ist. Das andere Steuergitter ist über
einen Widerstand mit der Verbindungsleitung der Kathoden gekuppelt, welcher Widerstand
beim Arbeiten eines folgenden Stromkreises von Strom durchflossen wird und das Potential
des letzteren Steuergitters auf einen Wert bringt, bei dem der Schalter geöffnet
ist.
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Eine elektronische Vorrichtung dieser Art ist bereits bekannt. Bei
den beschriebenen in Betracht kommenden Einrichtungen sind die erwähnten Widerstände
in den Anodenkreisen der elektronischen Schalter der zu steuernden Stromkreise selber
angeordnet. Dies hat den Nachteil, daß entweder Elektronenröhren mit einer von der
Anzahl der zu steuernden Stromkreise abhängigen Anzahl von Steuergittern, oder daß
Felder mit einer von der Anzahl der zu steuernden Felder
abhängigen
Anzahl von Elektronenröhren oder aber Anodenbatterien, deren Spannung von der Anzahl
der zu betätigenden Stromkreise abhängig ist, verwendet werden müssen, wodurch die
mögliche Anzahl der gesondert zu steuernden Stromkreise sehr begrenzt ist und nicht
mehr als drei oder vier beträgt. Ein weiterer Nachteil ist, daß alle zu wählenden
Stromkreise verschieden ausgeführt sind und daß die Vergrößerung der Anzahl dieser
Stromkreise deren Änderung mit sich bringt.
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Die Erfindung hat den Zweck, eine elektronische Vorrichtung der erwähnten
Art zu verschaffen, bei der die Nachteile der bekannten Vorrichtungen völlig beseitigt
sind. Sie besteht darin, daß jeder zu steuernde Stromkreis mit einem Hilfskreis
zusammenarbeitet, in dem der Widerstand, mit dem das zweite Steuergitter verbunden
ist, und ein zweiter elektronischer Schalter in Reihenschaltung aufgenommen sind,
und daß das Steuergitter dieses zweiten Schalters über eine Quelle negativer Vorspannung
derart bestimmten Wertes mit der Steuerleitung verbunden ist, daß dieses Steuergitter
nur durch eine auf diese Leitung gebrachte für die Betätigung eines folgenden Stromkreises
geeignete Gleichspannung ein Potential erhält, bei dem dieser zweite Schalter geschlossen
ist.
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Bei dieser Vorrichtung sind alle Felder, bestehend aus einem zu betätigenden
Stromkreis und einem mit diesem zusammenarbeitenden Hilfskreis, ähnlich. Die Vergrößerung
der Anzahl zu steuernder Felder ist nur von den erforderlichen Potentialstufen der
Steuerspannung und von der zuläs$igen Höhe dieser Spannung abhängig.
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Eine besonders einfache Vorrichtung wird erfindungsgemäß erhalten;
wenn in jedem Stromkreis, ausgenommen im ersten Kreis, der elektronische Schalter
des betreffenden Kreises und der elektronische Schalter des mit dem vorgehenden
Stromkreis zusammenarbeitenden Hilfskreises in einer einzigen Röhre mit einem zwischen
zwei Steuergittern angeordneten, als Anode des Schalters dieses Hilfskreises arbeitenden
Schutzgitter vereinigt werden und das sich zwischen der Kathode und diesem Schutzgitter
befindende Steuergitter sowohl zum Schließen des Schalters des betreffenden Stromkreises
als auch zum Schließen des Schalters des betreffenden Hilfskreises verwendet wird.
Bei dieser Ausführung ist jedes Feld nur mit einer einzelnen Elektronenröhre versehen,
deren Schutzgitterkreis wie ein Hilfskreis arbeitet.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen,
die zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise darstellt.
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Fig. i ist ein Schaltbild der ersten Ausführungsform, bei der die
zu steuernden Felder, ausgenommen das erste Feld, je zwei elektronische Schalter
aufweisen; Fig. 2 ist ein Schaltbild der zweiten Ausführungsform, bei der' die zu
steuernden Felder, ausgenommen das erste Feld, je eine Schutzgitterröhre aufweisen.
In Fig. z sind drei Felder I, II und III dargestellt, die je einen fern zu steuernden
Stromkreis aufweisen, der aus einer wie ein Schalter arbeitenden Elektronenröhre
ja, 1b bzw. ic, einer Verbrauchseinrichtung 2a, 2b bzw. 2c, wie einer Relaisspule,
einer Signallampe od. dgl., und einer für alle Stromkreise gemeinsamen Anodenbatterie
3 besteht. Jeder dieser Stromkreise, ausgenommen der letzte, arbeitet mit einem
Hilfskreis zusammen, der aus einer ebenfalls wie ein Schalter wirkenden Elektronenröhre
q. b bzw. 4e, einer Anoden-Batterie 5b bzw. 5° und einem Widerstand 6b bzw. 6c besteht.
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Jede Röhre ja, ib, ic hat eine Kathode 7a, 7b bzw. 7°, eine Anode
8a, 8b bzw. 8c und zwei Steuergitter ga, gb bzw. gb und roa, iob bzw. ioe. Jede
Röhre 4b, q.c ist mit einer Kathode irb bzw. iie, einer Anode i2b bzw. i2e- und
einem Steuergitter 13b bzw. 13c versehen.
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Die Kathoden 7a, 7b, 7° und auch die Kathoden irb, ric sind durch
die Leitung 1q. unmittelbar miteinander verbunden und z: B. an Erde gelegt. Mit
15 ist eine Steuerleitung angegeben, über welche die Steuerspannung aus einem Kommandoposten
gesandt wird. Diese Steuerleitung ist über einen Widerstand 16 mit der Kathodenverbindungsleitung
1q. verbunden. Am Punkt 17 zwischen der Steuerleitung 15 und dem Widerstand 16 ist
das eine Ende eines Potentiometerwiderstandes 18 angeschlossen, der von einer Gleichstromquelle
ig gespeist wird.
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Das Steuergitter 9a ist über einen Widerstand iga zur Vermeidung unerwünschter
Gitterströme mit dem Punkt 20a des Potentiometerwiderstandes 18 verbunden. Das Steuergitter
gb und das Steuergitter 13b sind über Gitterwiderstände igb bzw. gib miteinander
und mit einem Punkt tob des Potentiometerwiderstandes 18 gekuppelt, undin gleicher
Weise sind das Steuergitter ge und das Steuergitter 13c über Gitterwiderstände igc
bzw. 2ic an einen Punkt 2oe des Potentiometers angeschlossen. Es wird klar sein,
daß die erwähnten Gitter durch diese Schaltung je- eine negative Vorspannung erhalten,
und daß diese V orspannungen höher sind, je nachdem die Anschlußpunkte 2oa; tob,
20c weiter vom Punkt 17 entfernt sind. Wird keine Steuerspannung auf die Steuerleitung
15 gebracht, so ist der Punkt 2oa derart negativ in Bezug auf die Kathodenverbindungsleitung
1q., daß die Röhre ja gesperrt, d. h. der elektronische Schalter geöffnet ist. Da
die Punkte tob und 2oe mehr negativ sind als der Punkt 20a, so werden die Röhren
ib, q. b, 1° und 40 auch gesperrt sein.
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Das Steuergitter roa, lob ist mit dem Punkt 22b bzw. 22° zwischen
dem Widerstand 61 bzw. 6c und der Anodenbatterie 5b bzw. 5c verbunden. Diese
Steuergitter sind also über die Widerstände 6b, 6e der Kathodenverbindungsleitung
14 angeschlossen.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Es wurde bereits bemerkt, daß,
wenn keine Steuerspannung vorliegt, alle Röhren gesperrt sind. Wird nun eine positive
Steuerspannung auf die Leitung 15 gebracht, so wird durch den Strom im Widerstand
16 ein Spannungsabfall erzeugt, der so groß sein kann, daß wohl die negative Sperrspannung
des Steuergitters ga der Röhre ja des Feldes I ausgeglichen wird, aber die höher
negativen Sperrspannungen sämtlicher Röhren der folgenden Felder II und III noch
nicht. Durch diese niedrigste Steuerspannung wird daher nur die Röhre ja stromführend
und also nur die Einrichtung 2a (Relaisspule, Signallampe od. dgl.) erregt.
Falls
aber auf die Steuerleitung 15 eine etwas höhere Steuerspannung gebracht wird, derart,
daß auch die negative Sperrspannung der Steuergitter gb und 131 ausgeglichen wird,
aber diejenige der Steuergitter g° und 13G des Feldes III noch nicht, so werden
im ersten Augenblick sowohl die Röhre ja als auch die Röhren ib und 4b Strom durchlassen.
Aber dadurch, daß die Röhre 4b des Hilfskreises des Feldes II stromdurchlässig geworden
ist, wird ein Strom durch den Widerstand 61 fließen und der Punkt 221 so
stark negativ werden, daß das zweite Steuergitter ioa der Röhre ja des Feldes I
diese Röhre sofort wieder sperrt. Dies geht so schnell, daß die Verbrauchseinrichtung
2a (Relaisspule, Lampe usw.) keine Zeit hatte anzusprechen. In diesem zweiten Falle
wird daher nur das Feld II in Betrieb gesetzt werden.
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Wird die Steuerspannung noch mehr gesteigert, derart, daß auch die
negative Sperrspannung der Röhren des Feldes III aufgehoben wird, so werden im Anfang
sämtliche Röhren der Felder I, II und III Strom durchlassen. Wenn aber die Röhre
4c stromdurchlassend geworden ist, so wird Strom durch den Widerstand 6c des Hilfskreises
des Feldes III fließen, der Punkt 22e stark negativ werden und daher das zweite
Steuergitter iob des Betriebsstromkreises des Feldes II die Röhre il wieder sperren.
Gleichzeitig wird auch der Widerstand 6b des Hilfskreises des Feldes II von Strom
durchflossen und daher werden, wie vorher, der Punkt 22' und das zweite Steuergitter
ioa der Röhre ja des Stromkreises des Feldes I stark negativ, wodurch auch diese
Röhre ja sofort wieder gesperrt wird. Der Erfolg ist, daß im dritten Falle nur die
Röhre 1 e des Betriebsstromkreises des Feldes III und die Röhren 4b und 4c der Hilfsstromkreise
der Felder II und III Strom durchlassen und daß dadurch nur die Verbrauchseinrichtung
2" in Betrieb gesetzt wird, die Einrichtungen 2a und 2b aber stromlos bleiben.
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Aus dem Vorgehenden geht hervor, daß man mit Hilfe der Steuergleichspannung
ein beliebiges Feld der Vorrichtung in Betrieb setzen kann. Die Anzahl der Stromkreise,
die in der beschriebenen Weise gesteuert werden können, kann sehr groß sein und
wird hauptsächlich bestimmt durch die zulässigen Stufen der Steuerspannung, die
erforderlichen Sperrspannungen und die zulässigen Anodenspannungen der Röhren. Da
die Röhren nur als passive Schaltelemente und nicht als Verstärker arbeiten, ist
die Gefahr für Instabilität auch bei einer großen Anzahl von Feldern sehr gering.
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Es wird klar sein, daß, ausgenommen das erste Feld, alle Felder ähnlich
sind. Die durch Potentialsteuerung zu betätigende Vorrichtung kann durch Anschließen
gleicher Felder ohne Schwierigkeit vergrößert werden. Für die Steuerung einer Anzahl
von Feldern, die in Gruppen an verschiedenen Orten angeordnet sind, muß das letzte
Feld (in Fig. i das Feld III) einer Gruppe auch mit einem Hilfskreis zusammenarbeiten,
der am Ort der betreffenden Gruppe angeordnet ist und durch eine Steuerspannung
in Betrieb gesetzt wird, die ausreicht, um irgendein Feld der folgenden Gruppen
zu betätigen. Man erübrigt dann eine zweite Verbindungsleitung zwischen der betreffenden
Gruppe und den folgenden. Die Vorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen
nach Fig. i nur dadurch, daß in den Feldern II und III die zwei Röhren 4' und ib
bzw. 40 und i@ zu einer einzigen Schutzgitterröhre 4,b bzw. 41° kombiniert sind.
Dadurch ist die Vorrichtung wesentlich vereinfacht. In Fig. 2 sind die in Fig. i
bereits vorhandenen Elemente durch dieselben Bezugszeichen angegeben worden.
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Die Kathode ii7b bzw. 117 der Schutzgitterröhre 41b bzw. 41c ist eine
Kombination der Kathoden 11b und 7b bzw. iie und 7° der Fig. i. Gleichfalls ist
das Steuergitter 139b bzw. 139e eine Kombination der Steuergitter 13b und gb bzw.
13c und ge der Fig. i und ist der Gitterwiderstand 2iigb bzw. 2iige eine Kombination
der Widerstände 21b und lgb bzw.2ic und igc.
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Wird zum Beispiel bei der Vorrichtung nach Fig. 2 auf die Leitung
15 ein derart positives Potential gebracht, daß das Feld III gewählt wird, so wird
das Potential des Steuergitters 139c der Schutzgitterröhre 41c so gesteigert, daß
sowohl der Anodenkreis als auch der Schutzgitterkreis dieser Röhre geschlossen wird.
Das Relais oder die Verbrauchsvorrichtung 2° wird daher erregt. Auch der Widerstand
6c des Schutzgitterkreises wird dann von Strom durchflossen, so daß das Potential
des Punktes 22c und des daran liegenden Steuergitters iob der Röhre 41' stark negativ
wird. Auch in der Röhre 4,b ist das Steuergitter 139b von der Steuerspannung auf
einen Wert gebracht, bei dem der Schutzgitterstromkreis geschlossen ist und daher
der Widerstand 6b von Strom durchflossen wird, wodurch der Punkt 22b und deshalb
auch das Steuergitter ioa der Röhre ja des Feldes I ein stark negatives Potential
erhält. Der Anodenkreis der Röhre 41b bleibt aber durch das hohe negative Potential
des Steuergitters lob geöffnet, so daß die Einrichtung 2b des Feldes II nicht anspricht.
In derselben Weise wird durch das hohe negative Potential des Steuergitters ioa
der Anodenkreis der Röhre ja offen und daher die Einrichtung 2a stromlos gehalten.
Durch die zur Betätigung des Feldes III geeignete Steuerspannung werden daher die
Schutzgitterkreise der Röhren 41b und 41c geschlossen und deshalb stromführend und
dadurch die Anodenkreise mit den Verbrauchseinrichtungen 2a und 2b der Felder I
und II geöffnet und daher stromlos gehalten, so daß allein das gewählte Feld III
in Betrieb gesetzt wird.
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Es wird klar sein, daß das Schutzgitter Uob bzw. 12O` dieselbe Wirkung
hat wie die Anode 12b bzw. 12° in Fig. i.