DE955691C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einfache, KaItkathodenröhren enthaltende Anordnung zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen.

Elektrische Impulse zählende Stromkreise, die eine Reihe gasgefüllter Elektronenentladungsröhren mit Sondier- und Zündelektroden enthalten, sind an sich bekannt. In diesen bekannten Stromkreisen ist jeweils die Sondierelektrode einer Röhre mit der Zündelektrode der nächstfolgenden Röhre verbunden, wodurch erreicht wird, daß durch das Leiten einer Röhre die nächstfolgende Röhre vorbereitet und die unmittelbar vorher leitende Röhre gelöscht wird. Durch Anlegung eines neuen Spannungsimpulses an die nun vorbereitete Röhre wird diese leitend gemacht, und die nächstfolgende Röhre in der Reihe vorbereitet.

Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß die Röhren nacheinander nicht selbsttätig gezündet werden, sondern jeweils die Anlegung eines neuen Spannungsimpulses an die gerade vorbereitete Röhre erforderlich ist, um diese zu zünden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung mit einer Reihe gasgefüllter Elektronen- as entladungsröhren, die durch Anlegung eines einzigen Eingangsimpulses an eine vorbereitete Röhre nacheinander selbsttätig gezündet werden.

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungs anordnung zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen, bei der eine Reihe gasgefüllter Kaltkathoden-Elektronenröhren nacheinander stromleitend gemacht werden und beim Leiten an einem Ausgangspunkt Impulse erzeugen, wobei die jeweils leitende Röhre eine vorher leitende Röhre löscht. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Röhre in der zwischen der Kathode ίο und Anode liegenden Entladungsstrecke eine Zündelektrode und eine Sondierelektrode aufweist und daß die Stromkreise enthalten: je eine Verbindung zwischen der Sondierelektrode einer Röhre und der. Zündelektrode der in der Kette nächstfolgenden Röhre, wodurch beim Leiten der ersten Röhre in der nächstfolgenden die Ionisierung und Zündung eingeleitet werden; Verbindungen zwischen den Kathoden jeder zweiten Röhre der Kette, so daß die Röhren zwei Betriebsgruppen bilden, die beide über Widerstände, einen gemeinsamen Ausgangspunkt und einen gemeinsamen Kathodenwiderstand geerdet sind; eine Kopplung zwischen den Kathoden der zwei Gruppen derart, daß bei Beginn der Entladung in einer Röhre einer Gruppe ein Löschimpuls auf die Kathoden der Röhren der anderen Gruppe gegeben und dadurch die Entladung in jeder leitenden Röhre dieser Gruppe gelöscht wird; eine Startvorrichtung zum Einleiten eines ohne Unterbrechung von Röhre zu Röhre fortschreitenden Arbeitszyklus einer ausgewählten Anzahl von Röhren der Kette durch Anlegung eines einzigen Impulses an die erste Röhre der Kette, und Vorrichtungen, die wahlweise so bedienbar sind, daß sie den Arbeitszyklus in der Kette bei einer ausgewählten Röhre unterbrechen und dadurch die Anzahl der an dem Ausgangspunkt erzeugten Impulse bestimmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt

Fig. ι ein Schaltschema des Ausführungsbeispiels der zu beschreibenden Schaltungsanordnung, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer in dem Stromkreis gemäß Fig. 1 verwendbaren Röhre und Fig. 3 einen Schnitt durch die Röhre gemäß Fig. 2.

Ein richtiges Funktionieren der Schaltungsanordnung gewährleistet die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Röhre, die sich für den vorliegenden Zweck als besonders brauchbar erwiesen hat. Diese Röhre ist jedoch selbst nicht Gegenstand des Patentbegehrens, sondern wird nur zwecks besseren Verständnisses des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben. Sie enthält eine Kathode K, zwei Zündelektroden I₁ und! I₂, eine Sondierelektrode P, eine Hilfsanode A_x und eine Anode A. Die im wesentlichen runde Kathode K besteht aus einem Magnesiumblech 50 und einem Nickelblech 51 und weist einen Durchmesser von ungefähr 15 mm auf. Beide Bleche 50 und 51 sind auf einem Halter angebracht (die Magnesiumplatte ist gegen die Anode zu gerichtet), an ihren unteren Enden miteinander starr verbunden und an ihren oberen Enden durch eine Klammer 52 zusammengehalten, so daß eine Relativbewegung der Bleche möglich und dadurch ein Verwerfen derselben infolge der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten beider Metalle verhindert.

Neben der Kathode befinden sich die zwei Zündelektroden I₁ und I₂, die aus einem 0,5 mm starken Nickeldraht hergestellt sind. Die sich quer über und parallel zu der Kathode erstreckende und von dieser ungefähr 0,8 mm beabstandete Zündelektrode I₁ kann mit der Kathode zwecks Bildung einer Startstrecke zusammenwirken. Die Zündelektrode I₂ verläuft ebenfalls quer über und parallel zu der Kathode, jedoch ungefähr rechtwinklig zu der Zündelektrode I₁. Von der Kathode ist die Zündelektrode I₂ ungefähr 1,9 mm entfernt. Die Zündelektrode I₂ ist zwecks Bildung einer Startstrecke entweder mit der Kathode oder mit der Zündelektrode I₁ verwendbar.

Die flache, ringförmige Sondierelektrode P besteht aus einem Magnesiumblech. Ihr äußerer Durchmesser entspricht im wesentlichen dem der Kathode. Die Sondierelektrode P ist parallel zu der Kathode mit einem Abstand von ungefähr 4 mm angeordnet, umfaßt die Anoden-Kathoden-Entladungsstrecke ringförmig und ist durch eine Entladung in der Röhre stark beeinflußbar.

Die zwischen der Sondierelektrode P und einer Anode A liegende Hilfanode A_x besteht ebenfalls aus einem 0,5 mm starken Nickeldraht und ist so gebogen, daß sie sich der Form der Sondierelektrode P anpaßt.

Die Anode A besteht aus einer Nickelscheibe von ungefähr 6,4 mm Durchmesser. Sie ist mit ungefähr 4 mm Abstand von der Sondierelektrode P und parallel zu deren Ebene auf einem Halter angebracht.

Die Zuleitungen zu den Elektroden erstrecken sich durch den Quetschfuß 53 der Röhre und sind innerhalb und außerhalb derselben durch geeignete Mittel isoliert.

Die Röhre wird durch einen Impulsbeschuß der Kathode und der Sondierelektrode aktiviert und unter einem Druck von 12 mm Quecksilbersäule mit Argongas gefüllt.

Eine Röhre dieser Art ist sehr vielseitig verwendbar, da die zwischen der Anode und der Kathode liegenden Elektroden verschiedenartig als Zünder, als Hilfskathoden oder als Sondierkathoden — je nach dem Stromkreis, in dem die Röhre Verwendung findet — brauchbar sind.

Die Röhre hat folgende Zündspannungen:

von der Zündelektrode I₁

- Zündelektrode I₂

- Sondierelektrode P - -. Anode ^i zu der Kathode K ungefähr 90 V,

- - Kathode K - 140 V,

- - Kathoden - 180V,

- - Kathode K - 300 V.

Läßt man in der leitenden Röhre einen Strom von 5 mA fließen, so weist sie einen Spannungsabfall von ungefähr 6y V zwischen der Kathode und entweder der Zündelektrode I₁ oder I₂ und von ungefähr 75 V zwischen der Kathode K und der Anode A auf, während die Sondierelektrode P um ungefähr 60 V positiver ist als die Kathode.

In dem in Fig. 1 gezeigten Schaltschema sind nur sieben zu einer Kette verbundener Impulserzeugerröhren der vorstehend beschriebenen Art gezeigt. Es versteht sich jedoch, daß ihre Anzahl je nach der gewünschten Kapazität der Anordnung erhöht werden kann.

Die Anoden der Impulsen.^ igerrÖhren 1 bis 7 sind über einen gemeinsamen Leiter 55'miteinander und über einen Schalter S_x mit dem verstellbaren Abgriff eines 10 000-Ohm-Regelwiderstandes 56 verbunden, der geerdet ist und mit einem bei Pol 58 mit einer +400-V-Spannung gespeisten Leiter 57 in Verbindung steht. Der Schalter S_x ist normalerweise geschlossen, wird jedoch vorübergehend nach jedem Arbeitszyklus des Impulserzeugers geöffnet. Der Abgriff des Regelwiderstandes 56 ist so eingestellt, daß dem über einenS-Mikrofaradi-StabiHsierungskondensator geerdeten Leiter 55 eine Anodenspannung von ungefähr + 250 V zugeführt wird. Die Kathoden der mit ungeraden Zahlen bezeichneten Röhren der Kette sind miteinander verbunden und über einen Punkt 60, einen 22 000-Ohm-Widerstand δι und einen 15 000-Ohni-Widerstand 62 geerdet. Die Kathoden der mit geraden Zahlen bezeichneten Röhren sind ebenfalls miteinander verbunden, jedoch über einen Punkt 63, einen 22 000-Ohm-Widerstand 64 und den den ungerade und gerade bezifferten Röhren gemeinsamen Widerstand Ö2 geerdet. Die mit je einer der beiden Kathodengruppen verbundenen Punkte 60 und 63 sind über einen Löschkondensator 66 miteinander gekoppelt. Es versteht sich, daß beim Leitend-

%o werden einer Röhre infolge des in ihren Kathodenstromkreis eingeschalteten Widerstandes 61 bzw. 64 die Kathodenspannnung ansteigt und dieser Spannungsanstieg als positiver Impuls über den Kondensator 66 auf die Kathoden der anderen Röhrengruppe übertragen wird, wodurch deren Spannung augenblicklich ansteigt, dadurch die Aaoden-Kathoden-Spannung. jeder leitenden Röhre unter die zur Aufrechterhaltung des Leitens erforderliche Spannung fällt und die Röhre erlischt. Der Spannungsanstieg an dem gemeinsamen Punkt 65 wird als positiver Ausgangsimpuls über den Kondensator 92 weitei geleitet.

Die Röhren sind zwecks aufeinanderfolgender Betätigung zu einer Kette miteinander verbunden.

Die Verbindungen zwischen den Röhren verlaufen von der Sondierelektrode P einer Röhre (z. B. der Röhre 1) über einen normalerweise geschlossenen ■ Schalter S (z. B. Schalter S₁) zu der Zündelektrode I₁ der nächsten Röhre. Leitet die Röhre 1, so bewirkt die Verbindung zwischen der Sondierelektrode P der Röhre 1 und der Zündelektrode I₁ der Röhre 2, daß der Zündelektrode I₁ der Röhre 2 Zündspannung zugeführt, der Raum zwischen der Zündelektrode I₁ und der Kathode der Röhre 2 ionisiert und somit die Röhre 2 leitend wird. Das Leiten der Röhre 2 bewirkt in gleicher Weise ein Leiten in Röhre 3 usw. Dieser selbsttätige Arbeitszyklus hört erst dann auf, wenn ein Schalter 5* geöffnet wird.

Die Schalter S₀ bis JT₇ sind durch Tasten od. dgl. so bedienbar, daß sie die Anzahl der zu erzeugenden Impulse durch Festsetzung der Anzahl der nacheinander zu zündenden Röhren der Kette bestimmen. Soll nur ein Impuls erzeugt werden, so wird der Schalter S₁ geöffnet, so daß der Zündelektrode I₁ der Röhre 2 nach dem Leitendwerden der Röhre 1 keine Zündspannung zugeführt wird ' und die- Kettenreaktion nicht fortschreitet. In gleicher Weise wird durch das öffnen irgendeines der Schalter 5" die Anzahl der bei einem Arbeitsgang des Impulserzeugers zu erzeugenden Impulse festgelegt. Das vorübergehende Öffnen des in dem Anodenspannungsspeiseleiter 55 liegenden Schalters S_x bewirkt ein Löschen jeder leitenden Röhre, so daß der Impulserzeuger für einen neuen Arbeitszyklus bereit ist.

Abweichend von der in'Fig. 1 gezeigten Anordnung kann die Schaltung so abgewandelt werden, daß die in der Kette liegenden Schalter S normalerweise geöffnet und die erforderlichen go Schalter zwecks Einschaltung' der gewünschten Anzahl von Röhren geschlossen werden. Außerdem könnten die Schalter in die Anodenleitungeri, d. h. S₀ in die Anodenleitung der Röhre 1, ^₁ in die Anodenleitung der Röhre 2 usw., eingeschaltet gs werden. Durch ein Öffnen der so angeordneten Schalter würden die entsprechenden Röhren abgeschaltet, und das selbsttätige Zünden der Röhren würde nach Erzeugung der gewünschten Impulsanzahl aufhören.

Ein Impulserzeugerzyklus ist durch jedes Startmittel einleitbar, das in der Lage ist, zwecks Zündens - und Leitendmachen^ der Röhre 1 einen starken, kurzen, positiven Impuls zu liefern. Bei dem Ausführungsbeispiel ist eine gasgefüllte Tetrode 70 in einen Selbstlöschstromkreis eingeschaltet, die beim Drücken einer Starttaste 98 einen einzigen, starken, positiven Impuls von gewünschter Länge auf die Zündelektrode der Röhre 1 abgibt.

Die "Röhre 70 wird in den Vereinigten Staaten unter der Typenbezeichnung 2050 hergestellt. Ihre Anode ist über einen 470-Ohm-Widerstand 71 mit dem Leiter 57 verbunden und ihre Kathode über einen 220 000-Ohm-Widerstand 73, dem ein 0,003-Mikrofarad-Kondensator 74 parallel geschaltet ist, geerdet. Die Spannung an Punkt 72 im Käthodenstromkreis der Röhre 70 steigt bei jedem Leiten der Röhre steil an. Normalerweise ist die Röhre 70 in nichtleitendem Zustand, da ihr Schirmgitter und ihr Steuergitter miteinander und über einen Punkt yy und einen 250 000-Ohm-Widerstand 78 mit einem —35-V-Pol 79 verbunden sind. Die Röhre wird durch Drücken der Starttaste 98 gezündet, die einen genügend positive Spannung aufweisenden Pol 80 über einen Punkt 81 und

einen 0,0005-Mikrofarad-Kondensator 82 mit einem Punkt 77 verbindet, wodurch die Vorspannung der Röhre erhöht und die Röhre augenblicklich leitend gemacht wird. Der Punkt 81 ist über einen 100 000-Ohm-Widerstand 83 geerdet und ermöglicht dadurch ein Aufladen des Kondensators &2, wenn die Starttaste 98 geöffnet ist.

Ein Punkt 72 im Kathodenstromkreis ist über einen i-Megohm-Widerstand75, einen io-Mikromikrofarad'-Kondensator 76 und den Schalter S₀ mit der Zündelektrode L₁ der Röhre 1 gekoppelt, was bewirkt, daß die Röhre 1 bei jedem Leiten der Röhre 70 zündet und einen Arbeitszyklus in der Kette einleitet. Obwohl der Punkt 72 in Fig. 1 nur mit einer Kette von Impulserzeugerröhren verbunden ist, kann er ebenso mit mehreren Ketten von Impulserzeugerröhren so gekoppelt werden, daß ein Arbeitszyklus in sämtlichen Ketten gleichzeitig einleitbar ist.

ao Die Ausgangsimpulse an Punkt 65 sind verwendbar zum Betätigen irgendeines gewünschten Mittels. Diese Betätigung kann entweder unmittelbar oder über einen verstärkenden und impulsformenden Stromkreis erfolgen. In der Zeichnung ist ein derartiger Stromkreis mit einer gasgefüllten Tetrode 85 (USA.-Typenbezeichnung2O5o) gezeigt. Die Anode der Röhre 85 ist über einen 470-Ohm-Widerstand 86 mit dem + 400-V-Leiter 57 verbunden, während ihre Kathode über einen 330 000-Ohm-Widerstand 87 und einen parallel geschalteten 0,0005-Mikrofarad-Kondensator 88 geerdet ist. Die Konstanten dieses Stromkreises sind derart, daß die Röhre kurz nach ihrem Leiten selbsttätig erlischt. Die Schirmgitter der Röhre 85 sind miteinander über einen Punkt 89 -und einen 250 000-Ohm-Widerstand 90 mit einem —9-V-P0I 91 verbunden. Der Punkt 89 ist über einen 250-Mikromikrofarad-Kondensator 92 mit dem Punkt 65 gekoppelt. Jeder von dem Punkt 65 ausgehende positive Impuls erhöht die Vorspannung in der Röhre 85 und bewirkt, daß diese augenblicklich arbeitet.

Sobald dies geschieht, wird ein Punkt 93 in dem Kathodenstromkreis der Röhre 85 positiver, wodurch an einem über einen 0,0001-Mikrofarad-Kondensator 96 und einen 2,2-Megohm-Widerstand 95 mit dem Punkt 93 verbundenen und¹ über einen 470 000-Ohm-Widerstand 97 geerdeten Ausgangsleiter 94 ein positiver Impuls erzeugt wird.

Die Arbeitsweise des Impulserzeugers ist wie folgt: Der Schalter S_x wird vorübergehend geöffnet und dadurch die Anodenspannung in den Röhren ι bis 7 abgeschaltet, so. daß jede leitende Röhre erlischt. Alsdann wird einer der der zu erzeugenden Impulsanzahl entsprechenden Schalter S₉ bis S-J geöffnet und die Starttaste 98 gedrückt.

Beim Drücken der Starttaste 98 wird die Röhre 70 augenblicklich leitend und sendet einen Zündimpuls an die Zündelektrode Z₁ der Röhre 1, so daß diese zündet und den selbsttätigen Arbeitszyklus in der Röhrenkette einleitet. Die Röhren in der Kette arbeiten nacheinander so lange, bis der Stromkreis durch einen der Schalter S₁ bis S^ unterbrochen ist. Bei jedem Zünden einer Röhre der Kette wird an dem Punkt 65 ein Impuls abgegeben, so daß die erforderliche Anzahl von Impulsen verstärkt, geformt und durch die Röhre 85 an den Leiter 94 weitergegeben werden kann.

Obwohl die die getrennten Entladungsstrecken darstellenden Elektrodensysteme in getrennten Kolben gezeigt sind, ist es für einen Fachmann klar, daß ebenso gut sämtliche Elektrodensysteme in einem einzigen Kolben zusammengefaßt werden können, vorausgesetzt, daß Vorkehrungen getroffen sind, die eine Ausbreitung der Ionisierung zwischen den einzelnen Entladungsstrecken verhindern.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen, bei der eine Reihe gasgefüllter Kaltkathoden-Elektronenröhren nacheinander stromleitend gemacht werden und beim Leiten an einem Ausgangspunkt Impulse erzeugen, wobei die jeweils leitende Röhre eine vorher leitende Röhre löscht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Röhre in der zwischen der Kathode und Anode liegenden Entladungsstrecke eine Zündelektrode (I₁) und eine Sondierelektrode (P) aufweist und daß die Stromkreise enthalten: je eine Verbindung zwischen der Sondierelektrode (P) einer Röhre (z. B. Röhre 1) und der Zündelektrode (I₁) der in der Kette nächstfolgenden Röhre (z.B. Röhre 2), wodurch beim Leiten der ersten Röhre in der nächstfolgenden die Ionisierung und Zündung eingeleitet werden; Verbindungen zwischen den Kathoden jeder zweiten Röhre der Kette, so daß die Röhren zwei Betriebsgruppen (z. B. 1, 3, 5 bzw. 2, 4, 6) bilden, die beide über Widerstände (61 bzw. 64), einen gemeinsamen Ausgangspunkt (65) und einen gemeinsamen Kathodenwiderstand (62) geerdet sind; eine Kopplung (60, 66, 63) zwischen den Kathoden der zwei Gruppen derart, daß bei Beginn der Entladung in einer Röhre einer Gruppe ein Löschimpuls auf die Kathoden der Röhren der anderen Gruppe gegeben und dadurch die Entladung in jeder leitenden Röhre dieser Gruppe gelöscht wird; eine Startvorrichtung (98, 70) zum Einleiten eines ohne Unterbrechung von Röhre zu Röhre fortschreitenden Arbeitszyklus einer ausgewählten Anzahl von Röhren der Kette durch Anlegung eines einzigen Impulses an die erste Röhre der Kette, und Vorrichtungen (S), die wahlweise so bedienbar sind, daß sie den Arbeitszyklus in der Kette bei einer ausgewählten Röhre unterbrechen und dadurch die Anzahl der an dem Ausgangspunkt (65) erzeugten Impulse bestimmen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise bedienbaren Vorrichtungen (S) aus mehreren, normalerweise geschlossenen Schaltern (S₁ bis S₁) bestehen, von denen je einer zwischen die Röhren der Kette eingeschaltet ist, und daß je nach der

   Anzahl der zu erzeugenden Impulse bzw. leitend zu machenden Röhren ein bestimmter Schalter geöffnet wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise bedienbaren Vorrichtungen aus mehreren, normalerweise offenen Schaltern bestehen, von denen je einer zwischen die Röhren der Kette eingeschaltet ist, und daß je nach der Anzahl der zu erzeugenden Impulse bzw. leitend zu machenden Röhren ein bestimmter Schalter geschlossen wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise bedienbaren Vorrichtungen aus mehreren, normalerweise geschlossenen Schaltern bestehen, von denen je einer in den Anodenstromkreis jeder Röhre eingeschaltet ist, und daß je nach der Anzahl der zu erzeugenden Impulse bzw. leitend zu machen-

   ao den Röhren ein bestimmter Schalter geöffnet wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise bedienbaren Vorrichtungen aus mehreren, normalerweise

   as offenen Schaltern bestehen, von denen je einer in den Anodenstromkreis jeder Röhre eingeschaltet ist, und daß je nach der Anzahl der zu erzeugenden Impulse bzw. leitend zu machenden Röhren ein bestimmter Schalter geschlossen wird.
6. 6. Einrichtung zum Einleiten eines Arbeitszyklus bei einer Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine eine Steuerelektrode aufweisende, gasgefüllte Elektronenröhre (70), die in einem Stromkreis (73, 74, 71) mit derart bemessener Zeitkonstante liegt, daß die durch die Anlegung einer Spannung an ihre Steuerelektrode leitend gemachte Elektronen- · röhre (70) selbsttätig gelöscht wird, ferner durch eine zwischen der Kathode der Röhre (70) und der ersten Röhre (1) der Rollenkette vorgesehene Kopplung (72, 75, 76), über die beim Zünden der Startröhre (70) ein Impuls zur Zündung der ersten Röhre (1) übertragen wird.
7. 7. Einrichtung zur Verstärkung und Verformung der Ausgangsimpulse bei einer Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgangspunkt (65) der Röhrenkette eine Röhre (85) angeschlossen ist, die in einem Stromkreis (87, 88, 86) von solcher Zeitkonstante liegt, daß- sie nach Zündung durch einen von der Röhrenkette an ihre Steuerelektrode gelieferten Impuls selbsttätig gelöscht wird, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode dieser Röhre (85) mit einem Ausgangsleiter (94) so gekoppelt ist, daß in diesem Ausgangsleiter beim Leitendwerden der Röhre (85) jedesmal positive Impulse entstehen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 533 739, 2 556 704.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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