DE934838C - Schaltungsanordnung fuer Impulsreihen mit einer Kaltkathoden-Gasentladungsroehre - Google Patents

Schaltungsanordnung fuer Impulsreihen mit einer Kaltkathoden-Gasentladungsroehre

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Publication number
DE934838C
DE934838C DEST2539A DEST002539A DE934838C DE 934838 C DE934838 C DE 934838C DE ST2539 A DEST2539 A DE ST2539A DE ST002539 A DEST002539 A DE ST002539A DE 934838 C DE934838 C DE 934838C
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DE
Germany
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tube
discharge
counting
routes
pulses
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Expired
Application number
DEST2539A
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English (en)
Inventor
Alec Harley Reeves
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Standard Electric Corp
Original Assignee
International Standard Electric Corp
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Publication date
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Publication of DE934838C publication Critical patent/DE934838C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K29/00Pulse counters comprising multi-stable elements, e.g. for ternary scale, for decimal scale; Analogous frequency dividers

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  • Lasers (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung für Impulsreihen mit einer Kaltkathoden-Gasentladungsröhre Zusatz zum Patent 911874 Die Erfindung befallt sich mit der Anwendung von Mehrstrecken-Gasentladungsröhren, wie sie im Patent 9z i 874 beschrieben sind.
  • Derartige Kaltkathoden -Gasentladun:gsrröhren weisen eine Anzahl von Entlad!urngsstrecken auf, die bei gemeinsamer Zuführung von Impulsen elektrischer Energie zu den Stredken in einer vorbestimmten Reihenfolge nacheinander zündien. Die Zündung wird jeweils :bewirkt durch Ionisation einer ungezündeten Strecke, die durch die Entladung einer benachbarten gezündeten: Strecke hervorgerufen wird. Der erste der Röhre zugeführte Impuls bewirkt die Zündung nur einer vorbestimmten sogenannten Startstrecke. Zur Sicherstellung dieses Vorgangs kann entweder diese Startstrecke einen geringeren Elektrodenabstand aufweisen oder es wird dieser Startstrecke eine Vorspannung zugeführt. Ferner besteht die Möglichkeit, in der Startstrecke eine Ionisation durch eine ständig sich entladende Steuerstrecke zu bewirken, die dieser Startstrecke benachbart ist.
  • Nach einer Folge von Entladungen der Röhrenstrecken, wenn also die letzte Strecke der vorbestimmten Reihenfolge gezündet ist, werden alle Entladungen :gelöscht. Vor Beginn eines anderem Zündumlaufs entionisiert sich die Röhrte, sodann.
  • Soll die Röhre von einer Folge von Impulsen regelmäßigen Abstands betätigt werden,, so ist der zulässigen Impulswiederholungsfrequenz dadurch eine Grenze gesetzt, daß die Zeitintervalle zwischen je zwei Impulsen hinreichend lang sein müssen, um eine Entionisierung der Strecken zu ermöglichen. Andererseits würde nämlich nicht sichergestellt sein, daß in einem zweiten oder folgenden Impulsumlauf die Startstrecke zuerst zündet oder daß die vorbestimmte Zündreihenfolge eingehalten wird.
  • Die Verwendung höherer Impulswiederholungsfrequenzen kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, daß die Entionisierungszeit - vermindert wird. Zum Zwecke der Erzielung dieses Effektes wurde bereits die Verwendung von Spezialgasfüllungen vorgeschlagen.
  • Andererseits kann man dafür sorgen, daß ein oder mehrere Impulse, die dem Impuls, der die letzte Strecke gezündet hat, folgen, am Zünden irgendeiner Strecke der Röhre verhindert werden. Dann steht zur Entionisierung des Gases in den Strecken eine Zeit zur Verfügung, die größer ist als ein Impulsintervall. Eine derartige Maßnahme wurde bereits vorgeschlagen, während (unter anderem) die Verminderung der Spannung zwischen den Elektroden, derart, daß ,die Impulse für die Dauer von einem oder mehreren Impulsen nicht den zur Zündung notwendigen Wert erreichen, oder die Verwendung - von zwei oder mehreren abwechselnd betätigten Röhren ebenfalls bereits beschrieben worden sind.
  • Es ist möglich, den Strecken der Röhre eine konstante Spannung zuzuführen, die selbst nicht imstande ist, in den Strecken eine Entladung einzuleiten, jedoch für die. Aufrechterhaltung einer einmal gezündeten Entladung ausreicht. Bei Zuführung einer -solchen Spannung werden alle einmal gezündeten Strecken ihre Entladung aufrechterhalten, so daß stich also am Ende eines Umlaufs alle Strecken in Entladung befinden und vor dem Beginn dies nächsten Unilaufs gelösicht werden müssen. Das läßt sich auf verschiedenen Wegen erreichen, von denen einer bei dem später zu beschreibenden Erfindungsgegenstand Anwendung findet.
  • Wird eine solche die Entladung aufrechterhaltende konstante Spannung nicht angewendet, so werden die Entladungen jeweils zwischen den Impuilsen während des: Zündungsumlaufs zusammenbrechen. Das Intervall zwischen den Impulsen braucht dann nicht mehr so lang zu sein, daß die Ionisation unter den Wert, der zur Sicherung der folgenden Entladung notwendig ist, abfallen kann. Das ermöglicht die Verwendung solcher Impulsfolgefrequenzen, bei welchen die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen am Ende des Zündungsumlaufs nach Löschung dier Entlad tung zur Entionisierung der Röhre nicht hinreichend ist.
  • Unter »diesen Strecken« werden im folgenden jeweils nur die an dem Zündungsumlauf beteiligten Strecken verstanden, nicht also. eine .Steuerstrecke.
  • Weiterhin ist unter »Entionisierung der Str.ekken« zu verstehen, daß eine Startstrecke, die unter dem Einfluß einer benachbarten sich entladenden Steuerstrecke ständig im ionisierten Zustand gehalten wird, nicht eingeschlossen ist.
  • Ein Merkmal der Erfindung stellt deswegen eine auf sich wiederholende Impulse elektrischer Energie ansprechende Einrichtung dar, mit einer .gasgefüllten Kaltkathoden-Entladungsröhre mit drei oder mehr Entladungsstrecken, die entsprechend allen Strecken :gemeinsam zugeführten Impulsen dadurch in einer vorbestimmten Reihenfolge zünden können, daß eine Entladung in einer gezündeten Strecke jeweils eine Ionisation und eine folgende Zündung der benachbarten ungezündeten Strecke bewirkt, und die ferner eiine Vielzahl von Entladungsiumläufen der Strecken bewerkstelligen können, von: denen jeder darin besteht, d'aß alle Sürecken der Reiiie nach zünden und, erlöschen, und -diie Strecken, sich vor dem Beginn eines folgenden Umlaufs zu einem Zustand erhollen, der eine Wiederholung der Zündung in der vorher beschriebenen Reihenfolge erlaubt.
  • Ferner kann die Röhre entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung an einem vorbestimmten Punkt eines -vollständigen Arbeitsumlaufs ein Signal geben.
  • Im folgenden wird an Hand der Zeichnung eine beispielsweise Ausführung der Erfindung beschrieben.
  • Die dargestellte Kaltkathoden-Gasentladungsröhre z weist eine Startstrecke auf und weitere Strecken 3 bis g. Eine Spannungsquelle in Form der Batteriie ro wird an ,alle Strecken gemeinsam angelegt, und zwar über die Impedanz r z an die allen Strecken gemeinsame Anode 12, über die Impedanz 13 an die Kaihode der Starits&ecke2 sowie über eine weitere Impedanz 1q. an die Kathode der Strecken 3 bis 8 und schließlich über eine Impedanz 15 .an die Kathode der Strecke g.
  • In dieser Zeichnung ist die Strecke :2 kürzer als die übrigen. Die Verwendung von verschiedenen Impedanzen in den Kathodenwegen der Strecken 2 und 3 bis 8 ist nicht wesentlich.
  • Wäre jedoch der Strecke 2, die in diesem Falle die gleiche Lage haben würde wie die übrigen Strecken, eine getrennte Vorspannung zugeführt, so würde ,eine getrennte Verbindung notwendig werden. Diese Vorspannungsquelle könnte den Platz von 13 einnehmen.
  • Die Impulse werden den Klemmen 16 zugeführt und gelangen über den Kondensator 17 zur Anode. Die Strecken zünden der Reihe nach in der vorher beschriebenen Weise. Die Batterie ist bei Abwesenheit eines Impulses nicht imstande, die Strecken, zu zünden, und awch bei zusätzlicher Zuführung eines, Impulses wird nur dann eine Zündung bewirkt, wenn die betreffende Strecke durch die Entladung einer benachbarten Strecke ionisiert ist. Das trifft natürlich nicht zu für die Startstrecke 2, bei welcher andere Hilfsmaßnahmen Anwendung finden (beispielsweise geringe Länge dieser Strecke).
  • Der Kondensator 18, der zwischen der Anode und der Kathode der letzten Strecke g liegt und normalerweise etwas oberhalb der Batteriespannung aufgeladen ist, entlädt sich bei Zündung dieser Strecke 9 und vermindert dadurch die Anodenspannung unter den Wert, der zur Aufrechterhaltung der Entladungen in den Strecken notwendig ist, so daß diese nunmehr erlöschen.
  • Die Kathode der Strecke 9 kann eine größere Fläche haben als die anderen Kathoden, so daß diese Strecke einen größeren Strom leitet als die übrigen und dadurch die Entladung des Kondensators 18 beschleunigt. Der anwachsende Spannungsabfall über die gemeinsame Impedanz i i unterstützt noch den notwendigen Abfall der Spannung über den Elektroden.
  • Die Erholung der Spannung zwischen den Elektroden der Röhre auf die Batteriespannung ist abhängig von der Zeitkonstante, die der Kondensator 18 zusammen mit den verschiedenen Widerständen aufweist, durch die der Ladestrom fließen muß. (In der Praxis ist das vor allem der Widerstand i i, der im allgemeinen groß gegen den Widerstand 15 ist, zu dem dann irgendeine Schaltung .an den Klemmen i9 parallel oder an den Klemmen 2o in: Reihe liegt.) Ein Ausgangskreis kann, je nach Eignung, parallel an i9 oder in Reihe an 2o liegen. Im ersteren Falle müßte 2o kurzgeschlossen sein; im zweiten Falle müßte die an 2o angeschlossene Schaltung einen ständig leitenden Stromweg aufweisen. Ist diese Zeitkonstante etwas kleiner als der Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen, so wird der Impuls, der dem die Strecke 9 zündenden Impuls folgt, eine Wiederzündung der Strecke :2 bewirken und einen neuen Zündumlauf einleiten.
  • Es kann jedoch eine größere Zeitkonstante gewählt werden, bei welcher einer oder mehrere folgende Impulse nicht in der Lage sind, irgendeine Strecke der Röhre zu zünden. Eine Art der Durchführung einer solchen Maßnahme wurde bereits beschrieben. Sie besteht darin, daß eine derartige Impulswiederholungsfrequenz verwendet wird, daß das Intervall zwischen den Impulsen zu kurz ist, um eine Entionisierung der Strecken zu ermög-1 ichen.
  • Um trotz der zu verschiedenen Zeiten unterschiedlichen Anzahl von gezündeten Strecken eine konstante Spannung aufredhtzue@halte@n, sind. die Spule 21 und der Gleichrichter 22 in Reihe zwischen Anode 12 und einem Abgriff 23 der Batterie io geschaltet.
  • Der Abgriff ist so gewählt, daß die Spannung an der Anode bei Zündung mehrerer Strecken abzufallen neigt. Dadurch wird der Gleichrichter 22 bei Beginn der Entladung in der Strecke 9 in der Sperrichtung vorgespannt, so daß die Sperrung rechtzeitig vollständig ist, um zu verhindern, daß der sich durch die Entladung in der Strecke g einstellende Spannungsabfall beeinflußt wird. Befinden sich weniger Strecken in Entladung, so ist die Anodenspannung größer und der Gleichrichter leitend. Dadurch wird die Anode mit der tieferen Spannung des Abgriffs 23 verbunden. Die Anodenspannung stabilisiert sich auf einen Wert in der Nachbarschaft des Punktes 23 oberhalb des Entladungspunktes in, 9.
  • Mit Anwachsen der Fläche der Kathode der Strecke 9 besteht durch Schaffung einer erheblich größeren allgemeinen Höhe der Ionisation in der Röhre die Möglichkeit einer nachteiligen Beeinflussung der Arbeitsweise der Röhre. In extremen Fällen kann dadurch die kritische Zündspannung dieser Strecken auf einen Wert vermindert werden, bei welchem diese durch den Impuls, der die Strecke 9 zünidet, trotz dies Abfalls der Anodenspannung wieder zu zünden imstande sind.
  • Je größer also, allgemein gesagt, die Anzahl der Strecken in der Röhre ist, desto größer muß zum Zwecke der Erzeugung des notwendigen Spannungsabfalls die Fläche der Kathode der letzten Strecke sein.
  • Bei Verwendung einer der Zeichnung entsprechenden Schaltung kann es daher schwer sein, die Anzahl der Strecken über einen gewissen Wert anwachsen zu lassen.
  • Oft ist es deswegen wünschenswert, auf andere Mittel zur Löschung der Entladung zurückzugreifen. Diesem Zweck dient beispielsweise eine außerhalb der Röhre befindliche Schaltung, die durch die Entladung in der letzten Strecke ausgelöst wird und die Batterie abscihailtet oder aber eine entgegengesetzte Spannung zuführt.
  • Entweder die Impulse oder die Batterie oder beide können einer anderen ähnlichen Röhre oder einer Reihe von Röhren zugeführt werden, wobei jede Röhre jeweils einen Zündungsumlauf ihrer Strecken vervollständigt, während die anderen ruhen. Die erste Röhre beginnt erst wieder zu arbeiten, wenn die letzte ihren Umlauf beendet hat.
  • Eine derartige Anordnung weist erhebliche Vorteile auf, wenn in einer Zähleinrichtung ein langer Zählumlauf gefordert ist oder in einem Frequenzteiler ein großes Teilverhältnis.
  • Die Signale können allen oder einigen der Röhren einer solchen Vielröhrenanordnung entnommen werden.
  • Um die in der oben beschriebenen Weise zusammengeschalteten Röhren als Zähler zu verwenden, wird ein Impuls durch eine Schaltung abgegeben, die beispielsweise an den Klemmen i9 oder 2o angeschaltet ist. So ist es natürlich ohne weiteres möglich, alle oder einzelne Strecken der Röhre getrennt herauszuführen und an diesen Klemmen wahlweise bei Entladung einer oder mehrerer Strecken Ausgangsimpulse abzunehmen.
  • Bei der Verwendung der Anordnung als Frequenzteiler treten die gleichen Verhältnisse auf. Die Frequenzteilung kann hierbei von der Entladung irgendeiner gewählten Strecke (oder Strecken) erhalten bzw. geliefert werden.
  • Falls ein oder mehrere Impulse am Schlusse jedes Zyklus zwecks Vergrößerung der IonI,sationszeit unterdrückt werden, muß diesen nicht zur Geltung kommenden Impulsen bei der Zählung bzw. Frequenzteilung Rechnung getragen werden. Da weiterhin im ersteren Falle dien erste der Röhre zugeführte Impulszug einen Ausgangsimpuls nach einer Anzahl von Impulsen erzeugt, die gleich ist der Anzahl der gezündeten Strecken, wird eine Phasenverschiebung entstehen, die nicht behoben wird, wenn die Schaltung in aufeinanderfolgenden Umläufen einen Ausgang für jeweils n+x Impulse erzeugt, worin n die Anzahl der Strecken in der Röhre bedeutet und x die Anzahl der Impulse nach der Zündung der letzten Strecke, die keine Entladung in der Röhre bewirken können. Diese Phasenverschiebung wird aber in diesen Fällen unerheblich sein. Sie kann korrigiert werden oder zulässig sein.
  • Bei Verwendung von Röhren des beschriebenen Typs für Zählzwecke können mehrere Zählstufen durch Verwendung mehrerer Röhren gebildet werden, wobei die Ausgangsimpulse einer Röhre die nächstfolgende Röhre steuern. Dadurch wird, verglichen mit einer einzelnen Röhre, die Zahl der möglichen Rechenoperationen wesentlich erweitert. Weiter ergibt sich der Vorteily .daß die Ausgangsimpulse jeder Röhre an eine Aufzeichnungs- oder Speichereiniri,dhtung geführt werden können und daß die gleichen Impulse auch zur Steuerung für die nächstfolgende Röhre verwendet werden können.
  • Eine derartige Anordnung kann beispielsweise eine Kombination von Röhren darstellen, von denen jede einen Zählumlauf von je zehn Impulsen aufweist.
  • ImAusgangskreis der ersten Röhre werden dann Zählimpulse für die Zehner"im Ausgangskrens der zweiten Röhre für die iooer ,und bei der drItten Röhre für die ioooer usw. einer dekadischen Ziffer auftreten. Auch können Röhren mit unterschiedlichen Umläufen verwendet werden, beispielsweise eine solche mit zwölf Impulsen, die mit einer 2o-Impuls-Röhre zusammenarbeitet, wobei die. erste mit Impulsen beschickt wird, die Pence darstellen, während die zweite Röhre Ausgangsimpulse liefert, die Pounds darstellen:.
  • Eine ähnli.dhe Anordnung, -die als Frequenzteiler arbeitet, könnte in gleicher Weise mehr als einen Frequenzteiler aufweisen.
  • Die zweite und die folgenden Röhren in, einer solchen Reihe würden fortschreitende geringere Arbeitsfrequenzen haben. Für jedes Glied der Kette müßten Röhren und Kreise gewählt werden, die für derartige Frequenzen geeignet sind.
  • Im Falle von Frequenzteilern, bei denen Impulse mit reduzierter Frequenz gefordert sind, können diese Impulse direkt von dem Ausgangskreis der Röhre erhalten werden. Hierzu dient beispielsweise ein Transformator in Reihe mit der Verbindung zu der gewählten Strecke.
  • Ist die Impulsform nicht geeignet oder sind andere Wellenformen (beispielsweise Sinuswellen) gefordert, bedarf es der Verwendung von Umformer-Schaltungen, die die Weiflen, in, der gewünschten Form liefern, oder aber die Ausgangsimpulsewerden verwendet, um einen besonderen Impulsgenerator auszulösen oder zu synchronisieren.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Auf sich wiederholende Impulse elektrischer Energie ansprechende Einrichtung mit einer Kaltkathoden-Gasentladungsröhre mit drei oder mehr Entladungsstrecken nach Patent 911 87q., dadurch gekennzeichnet, daß diese Strecken entsprechend allen Strecken .gemeinsam zugeführten Impulsen dadurch in einer vorbestimmten Reihenfolge zünden können, daß eine Entladung in einer gezündeten Strecke jeweils eine Ionisation und eine folgende Zündung der benachbarten urgezündeten Strecke bewirkt, und daß die Strecken ferner eine Vielzahl von Entladungsumläufen der Strecken bewerkstelligen können, von denen jeder darin besteht, daß alle Strecken der Reihe nach zünden und erlöschen, und die Strecken sich vor Beginn. eines folgenden Zündumlaufs zu einem Zustand erholen, der eine Wiederholung der Zündung in der vorher beschriebenen Reihenfolge erlaubt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre in einem vorbestimmten Punkt eines vollständigen Arbeitsumlaufs ein Signal geben kann.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal an einem vorbestimmten . Punkt jedes Umlaufs gegeben werden kann. q.. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Verwendung ,als Frequenzteiler, in welchem diese Signale die Erzeugung einer Teilfrequenz bewirken. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Verwendung als Zähleinrichtung, bei der die genannten Signale eine Speichereinrichtung steuern. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Verwendung als Zähleinrichtung, mit einer Mehrzahl von Kaltkathoden-Gasentladungsröhren, in welcher die Signale von einer ersten Röhre die Impulse für eine folgende Röhre bilden. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung so ausgebildet ist, daß eine Zählung auf Dezimal-,gru.udlage ermö!glntdht wird. B. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung so ausgebildet ist, daß die Zählung einem Zählsystem angepaßt ist, das beispielsweise dem englischen Währungssystem entspricht, wobei Anordnungen zur Zählung von 12 bzw. 2o Impulsen zusammengeschaltet sind. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impuls oder mehrere Impulse, die sich an das Ende eines vollen Zündungsumlaufs anschließen, an der Betätigung der Röhre gehindert werden. io. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse, die sich an einen vollen Zündungsumlauf anschließen, einer anderen oder anderen Röhren zugeführt werden, die ähnlich der vorerwähnten Zündröhre ist und deren Strecken in der gleichen Weise durch Einwirkung von Impulsen zünden, die unmittelbar dem Impuls folgen, der die letzte Strecke der erstgenannten Röhre gezündet hat. i i. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Punkt während einer begrenzten Endperiode eines Umlaufs auftritt, nachdem alle Strecken der Röhre gezündet sind. 12. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser vorbestimmte Punkt auftritt, wenn eine bestimmteStrecke der Röhre gezündet ist. 13. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß allen Strecken der Röhre eine konstante Spannung zugeführt wird, die selbst nicht hinreichend ist, um eine Entladung in irgendeiner ionisierten oder nicht ionisierten Strecke zu bewirken, die aber zur Aufrechterhaltung einer einmal eingeleiteten Entladung ausreicht. 1q.. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strecken der Röhre zugeführte Spannung in den Impulszwischenräumen Null ist oder einen Wert annimmt, der zur Aufrechterhaltung von Entladungen nicht ausreicht. 15. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch .gekennzeichnet, daß der Zustand, der eine Folgeentladung der Strecken in der vorbestimmten Reihenfolge zuläßt, gegeben ist, wenn alle Strecken im wesentlichen entionisiert sind.
DEST2539A 1946-10-03 1950-10-01 Schaltungsanordnung fuer Impulsreihen mit einer Kaltkathoden-Gasentladungsroehre Expired DE934838C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1141674B (de) * 1959-04-20 1962-12-27 Pye Ltd Elektronische Zaehlschaltung mit mehreren getrennten Kaltkathodengas-entladungsroehren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1141674B (de) * 1959-04-20 1962-12-27 Pye Ltd Elektronische Zaehlschaltung mit mehreren getrennten Kaltkathodengas-entladungsroehren

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