DE965851C - Schaltungsanordnung zur Herstellung von annaehernd rechteckfoermigen Stromimpulsen in einem Lastwiderstand unter Benutzung einer gittergesteuerten Roehre - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Herstellung von annaehernd rechteckfoermigen Stromimpulsen in einem Lastwiderstand unter Benutzung einer gittergesteuerten RoehreInfo
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- H03K3/04—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of vacuum tubes only, with positive feedback
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Description
Die Aufgabe, welche durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, Stromimpulse hoher
Leistung in einem Lastwiderstand zu erzeugen, und zwar Stromimpulse von annähernd rechteckförmigem
Verlauf. Die Dauer der Stromimpulse soll dabei ungefähr in der Größenanordnung von ι Mikrosekunde
liegen oder jedenfalls so kurz sein, daß an eine Ein- und Ausschaltung des Stromes mit einem mechanischen
Schalter oder einem Quecksilberdampflichtbogen nicht gedacht werden kann. Es kommt somit für die Ein-
und Ausschaltung nur eine Hochvakuumröhre in Betracht.
Es bestünde an sich die Möglichkeit, die gewünschten Stromimpulse dadurch zu erzeugen, daß zunächst
Spannungsimpulse der gewünschten Dauer' beispielsweise mittels einer Sperrschwingerschaltung hergestellt
werden, daß sodann mittels eines Begrenzungsvorganges die von dem Sperrschwinger gelieferten
Impulse in eine rechteckförmige Gestalt umgewandelt werden und daß diese rechteckförmigen Impulse dann
einer Leistungsverstärkerröhre, ähnlich, wie sie beispielsweise bei Rundfunkgeräten als Endverstärkerröhre
unmittelbar vor dem Lautsprecher benutzt wird, zugeführt werden. Wenn man bei einer derartigen
Schaltung aber die Forderung erhebt, die Endröhre gut auszunutzen, d. h. aus ihr während der kurzen
Impulsdauer so viel Strom wie möglich zu entnehmen und somit die Anodenverlustleistung trotz der kurzen
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Impulsdauer auf denselben Wert zu bringen, den die Röhre bei Dauerbetrieb etwa als Endverstärkerröhre
in einem Rundfunkgerät zu ertragen vermag, so kann man sich leicht davon überzeugen, daß es erforderlich
ist, die Röhre in das Gebiet hoher positiver Gitterspannungen hinein auszusteuern. Dies soll zunächst
an Hand der Abb. ι erläutert werden. In Abb. ι sind
für eine Eingitterröhre die Stromspannungskennlinien (Anodenstrom ia als Funktion der Anodenspannung ua
ίο sowie Gitterstrom ig als Funktion der Anodenspannung
ua) eingetragen unter Benutzung der Gittervorspannung
e-g als Parameter. Es sind dabei sowohl negative Gittervorspannungen dargestellt, bei denen
die Anodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinie nach oben konkav gekrümmt ist, als auch hohe positive
Gittervorspannungen, bei denen diese Kennlinie eine nach oben konvexe Krümmung aufweist. Außerdem
ist in die Abb. 1 die sogenannte Widerstandskennlinie W eingetragen, welche bei der zur Verfügung
stehenden Anodenspannung U0 die Abszissenachse schneidet und von dort nach links oben verläuft.
Angenommen, die Röhre, deren Kennlinienfeld in Abb. ι dargestellt ist, würde nur bis zu einer negativen
Gitterspannung von 2 Volt ausgesteuert, so würde in der Röhre ein Anodenstrom von der Größe ia' fließen,
am Lastwiderstand die Spannung ul auftreten und an
der Röhre die Spannung Ur. Die im Lastwiderstand
während der Impulsdauer verbrauchte Leistung ist der Fläche ia' · «z/ proportional und die in der Röhre
verbrauchte Leistung, d. h. die Anodenverlustleistung, proportional der Fläche ia' · ur'. Die zuerst erwähnte
Fläche ist senkrecht, die an zweiter Stelle erwähnte waagerecht schraffiert. Man sieht nun zunächst, daß
man eine Erhöhung der dem Lastwiderstand zugeführten Leistung dadurch erzielen kann, daß man
die Röhre bis ins Gebiet positiver Gitterspannungen aussteuert, d. h. beispielsweise bis zu dem Werte ia".
Hierdurch wird nicht nur die dem Lastwiderstand zugeführte Leistung erhöht, d. h. nicht nur an Nutzleistung
gewonnen, sondern es wird auch die Anodenverlustleistung, nämlich die Fläche %■" · Ur", verkleinert.
Allerdings erfordert ein derartiger Betrieb eine Leistungszuführung an der Gitterseite der Röhre,
d. h. daß die Röhre nicht mehr leistungslos steuerbar ist. Der auf der Gitterseite der Röhre zuzuführende
Leistungsbetrag ist ig" · eg, d. h. ig" · 20 Volt (unter
den in Fig. 1 angenommenen Zahlen wert en.) Die Erfindung setzt sich zum Ziel, zur Erzeugung
von Stromimpulsen hoher Leistung, also von Stromimpulsen, die etwa dem Anodenstrom ia" in Fig. 1
entsprechen, mit einer einzigen Röhre auszukommen und geht von dem Gedanken aus, die erforderliche
Gitterleistung für diesen Betriebszustand mittels eines Rückkopplungstransformators aus dem Anodenkreis
zu beziehen.
Es wird also für die Zwecke der Erfindung eine Schaltung benutzt, die aus einer gittergesteuerten
Röhre, einem Lastwiderstand und einem Rückkopplungstransformator besteht, dessen Primärwicklung
im Anodenkreis und dessen Sekundärwicklung im Kreise des Steuergitters (oder wie bei einer weiter
unten zu beschreibenden Ausführungsform der Erfindung im Kreise eines Gitters) der Röhre liegt.
Schaltungen, welche die genannten drei Elemente in der erwähnten Anordnung enthalten, sind unter der
Bezeichnung »Sperrschwinger« an sich bekannt. Die Schaltelemente sind dabei jedoch ganz anders bemessen,
als es für die Zwecke der Erfindung nötig ist, und die Wirkungsweise der bekannten Sperrschwingerschaltung
unterscheidet sich demnach grundlegend von der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen. Auch
das Anwendungsgebiet der Sperrschwingerschaltung ist ein anderes als das der erfindungsgemäßenSchaltung.
Bei der Sperrschwingerschaltung, wie sie für eine Eingitterröhre in Fig. 2 dargestellt ist, bildet sich
nämlich beim Einsetzen des Anodenstromes, d. h. wenn die Ladung am Gitterkreiskondensator genügend
weit abgeklungen ist, ein Strom durch die Primärwicklung 10 des Transformators, welcher gleichzeitig
den Lastwiderstand 11 durchfließt. Die gesamte zur Verfügung stehende Anodenspannung legt sich dabei,
abgesehen von demjenigen Teil, der an der Anoden-Kathoden-Strecke der Röhre auftritt, an die Primärwiclkung
10. Mit dieser Primärwicklung ist die Sekundärwicklung 12 sehr fest gekoppelt, so daß man davon
sprechen kann, daß ein Schwingungskreis, bestehend aus einer Induktivität und einer parallel dazu liegenden
Kapazität, im Anodenkreis der Sperrschwingerröhre liegt. Beim Anlegen eines derartigen Schwingungskreises an eine Spannungsquelle wird zunächst der
Kondensator aus der Spannungsquelle sehr schnell aufgeladen, und es beginnt dann ein Stromanstieg in der
Induktivität. Gleichzeitig wird der Kondensator über die Induktivität wieder entladen.
Die Erfindung besteht in einer Schaltung, bei weleher
in an sich bekannter Weise in dem Anodenkreis einer gittergesteuerten Röhre ein Belastungswiderstand
und die Primärwicklung eines Rückkopplungstransformators liegt, deren Sekundärwicklung in den
bzw. in einen Gitterkreis der Röhre eingeschaltet ist, und hat das Kennzeichen, daß der Lastwiderstand so
groß bemessen ist, daß beim Stromdurchgang durch die Röhre der Primärstrom des Transformators so gut
wie ausschließlich durch den Lastwiderstand bestimmt ist und daß die anodenseitige Transformatorwicklung
eine kleinere Windungszahl hat als die gitterseitige. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird, wie an
Hand der im nachfolgenden zu erläuternden Ausführungsbeispiele dargelegt werden soll, neben dem Vorteil
guter Leistungsausbeute der Röhre, die bei der erfindungsgemäßen Bemessung in das Gebiet hoher
positiver Gitterspannungen hinein ausgesteuert wird, auch noch der Vorteil erreicht, daß ein rechteckf örmiger
Impuls verlauf erzielt wird, und schließlich auch noch der Vorteil, daß sowohl die Impulsdauer als auch die
Impulspause von Veränderungen der Röhreneigenschaften, d. h. Verlagerung ihrer Kennlinien, praktisch
unabhängig wird. Alle drei Vorteile stellen neben dem geringeren Aufwand an Schaltungselementen einen
wesentlichen Fortschritt gegenüber der an sich denkbaren Benutzung eines Sperrschwingers mit anschließender
Begrenzungsstufe und Endverstärkerröhre für die Zwecke der Erzeugung von Impulsen hoher Leistung
in einem Lastwiderstand dar.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform zeigt eine Eingitterröhre 13, einen Tranformator 14, dessen Pri-
raärwicklung 15 im Anodenkreis der Röhre eine geringere
Windungszahl besitzt als die Sekundärwicklung 16 im Gitterkreise und einen Lastwiderstand 17.
Der Gitterkreis enthält außer der Sekundärwicklung 16 noch eine feste Vorspannungsquelle 18, die als Batterie
dargestellt ist, aber auch aus einem Parallel-iüC-Glied
von gegenüber der Dauer der zu erzeugenden Impulse hoher Zeitkonstante bestehen kann. Dem Gitterkreis
werden sehr kurze nadeiförmige Impulse 19, die an einem Widerstand 20 entstehen, über einen Kondensator
21 zugeführt.
Die Schaltung nach Fig. 3 arbeitet in folgender Weise:
In der Pause zwischen den nadeiförmigen Impulsen 19 ist die Röhre 13 durch die negative Gittervorspannung
18 verriegelt und ihr Anodenstrom daher Null. Durch den Impuls 19 wird das Steuergitterpotential so weit
in positiver Richtung verlagert, daß ein nennenswerter Anodenstrom, aber noch kein Gitterstrom fließt und
die Selbsterregungsbedingung erfüllt ist. Der Anodenstrom steigt somit weiter an, ohne daß es hierzu einer
weiteren Mitwirkung des Impulses 19 -bedürfte, der also, sobald der Selbsterregungspunkt einmal erreicht
ist, wieder abfallen und verschwinden kann. Infolge der Selbsterregung strebt nun die Schaltung dem neuen
Gleichgewichtszustand zu, der für eine gegebene Anodenspannung U0 und für eine gegebene Größe des
Lastwiderstandes 17, welcher in Fig. 4 durch die Neigung der Widerstandsgeraden W zum Ausdruck kommt,
durch die in Fig. 4 eingezeichneten Werte iai und igi
von Anodenstrom und Gitterstrom bestimmt ist. Die in Fig. 4 dargestellte Anodenstrom- und Gitterstromkurve
gelten für dieselbe positive Gitterspannung, und der Anodenstromwert iai ist so groß, daß die dabei an
der Sekundärwicklung 16 auftretende Gitterspannung gerade diesen Anodenstrom aufrechtzuerhalten vermag.
Der Rückkopplungstransformator 15, 16 ist ein Stromwandler (und nicht ein Spannungswandler wie
bei einer Sperrschwingerschaltung), und die Windungszahl der Wicklung 15 zu derjenigen der Wicklung 16
muß sich verhalten wie der Gitterstrom in zum Anodenstrom
iav Durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses
des Rückkopplungstransformators kann man also den Gleichgewichtszustand einstellen, dem die
Schaltung nach Fig. 3 zustrebt, sofern der Selbsterregungszustand einmal eingetreten ist. Die Lage iai
dieses Gleichgewichtszustandes möge einem Windungszahlenverhältnis von 15 auf 16 = ι: 5 entsprechen,
während bei einem Windungszahlenverhältnis 1:1 der Anodenstrom ia2 und ein ebenso großer Gitterstrom
auftreten würden. Ein derartiger Betriebszustand würde natürlich nur bei einer anderen Lage der Widerstandsgeraden
W erzielt werden können. Man sieht nun bereits, daß sich durch die Bemessung des Lastwiderstandes,
d. h. durch die Lage der Widerstandsgeraden W und durch die Bemessung des Übersetzungsverhältnisses des Rückkopplungstransformators, die
Amplitude des Stromimpulses, welcher sich im Anodenstromkreis der Röhre einstellt, bestimmen läßt. Man
sieht ferner, daß bei einer gegebenen Anodenspannung U0 die größte Leistung der Röhre dann entnommen
werden kann, wenn man der Wicklung 15 im Anodenkreis eine kleinere Windungszahl erteilt als der Wicklung
16 im Gitterkreise. Die in Fig. 1 senkrecht schraffierte
Fläche, welche ja die im Lastwiderstand erzielte Nutzleistung darstellt, wird nämlich, wie aus Fig. 4 zu
ersehen, offensichtlich dann am größten, wenn bei dem in Fig. 4 vorausgesetzten Kennlinienverlauf das Windungszahlenverhältnis
von 15 auf 16 etwa den Wert ι: 5 hat, während bei einem Windungszahlenverhältnis
1:1 die Impulse im Lastwiderstand bedeutend kleinere Leistung erhalten und bei einem Windungszahlenverhältnis
von etwa 1: 6 oder 1: 7 nur die Anodenverlustleistung größer und der Leistungsverbrauch
im Lastwiderstand sogar noch kleiner werden würde.
Um die Dauer der Anodenstromimpulse zu ermitteln, soll das in Fig. 5 dargestellte einfache Ersatzschaltbild
des Rückkopplungstransformatörs und seiner Sekundärbelastung (Gitter-Kathoden-Strecke) betrachtet
werden, sowie die Tatsache, daß der Primärstrom in der Wicklung 15 praktisch nur durch die
Anodenspannung U0 und die Größe des Lastwiderstandes
bestimmt ist, dadurch berücksichtigt werden, daß an den Eingangsklemmen 22 mit einem erzwungenen
Strom ia (und nicht mit einer aufgedrückten Klemmenspannung) gerechnet wird. Das Ersatzschaltbild
in Fig. 5 besteht aus der Gegeninduktivität L beider Trahsformatorwicklungen, die als wahre Induktivität
zwischen den Klemmen 22 liegt, und aus dem Gitter-Kathoden-Widerstand R sowie der Vorspannungsquelle
18 zwischen den Sekundärklemmen 23. Das Ersatzschaltbild ist für den Fall des Übersetzungsverhältnisses
ι: ι gezeichnet, was, wie sich weiter unten ergeben wird, zulässig ist, obwohl eine kleinere
Windungszahl im Anodenkreis als im Gitterkreis ein wesentliches Merkmal der Erfindung darstellt. Der auf
das Übersetzungsverhältnis 1: 1 reduzierte Sekundärstrom
ist mit Jg bezeichnet. Wenn in der Schaltung nach Fig. 5 durch das Einsetzen des Anodenstromes in
der Röhre 13 und durch das Hochlaufen auf den in Fig. 4 definierten Gleichgewichtszustand, der Anodenstrom
ia von Null auf einen endlichen Wert ansteigt, so bildet sich augenblicklich am Widerstand R ein
Spannungsabfall Jg · R aus, welcher die durch Plus-
und Minuszeichen angedeutete Richtung hat, während die Spule L zunächst noch stromlos bleibt, da in ihrer
Induktivität keine unstetigen Stromänderungen stattfinden können. Der Sprung des Anodenstromes und des
Gitterstromes ist in Fig. 6 zwischen den Punkten α und b
dargestellt. Vom Zeitpunkt t0 dieses Stromsprunges an
liegt an der Induktivität L die am Widerstand R erzeugte Spannung abzüglich der Gegenspannung 18.
In dieser Induktivität muß also nun ein Stromanstieg zustande kommen, der nach einer Exponentialfunktion
vor sich geht, wenn man die Spannung an den Klemmen von L als konstant annehmen könnte. Von dieser
Exponentialfunktion ist in Fig. 6 während der Zeit t0, tx
nur der anfänglich geradlinig verlaufende Teil gezeichnet. Dieser Verlauf b, c geht zwar nicht streng nach
einer Exponentialfunktion vor sich, da wegen des konstanten Eingangsstromes ia eine Zunahme des Stromes
in L auch eine Verminderung des Stromes in R zur Folge hat und die Spannung an den Klemmen von L,
welche ja nur durch den Spannungsabfall von J0 an R
abzüglich der Spannung von 18 gebildet wurde, daher nicht konstant bleiben kann. Jedoch ist mit einer Zu-
nähme des Stromes durch L vom Zeitpunkt f0 ab, indem
dieser Strom j a noch Null ist, und so mit einer Abnahme des Gitterstromes J3 nach wie vor zu rechnen.
Es sei nun zunächst an Hand der Fig. 7, welche abhängig von der Gitterspannung eg die Anodenstrom-
und die Gitterstromkennlinie der Röhre 13 darstellt, untersucht, welche Wirkung durch eine derartige Abnahme
des Gitterstromes hervorgerufen wird. In der Fig. 7 ist der Anodenstrom iai und der Gitterstrom igi,
wie sie in Fig. 4 vorkommen, für ein Übersetzungsverhältnis von ι: 5 des Transformators dargestellt. Die
Gitterstromverminderung während der Zeit t0,11 in
Fig. 6 führt dazu, daß der Strom in der Gitterstrecke sich ein wenig vermindert, also der Punkt P1 allmählich
in der Richtung des Pfeiles 24 nach unten wandert, während der Punkt P2 zunächst in Ruhe bleibt, da die
Abnahme des Gitterstromes ja von einer Zunahme des Stromes durch die Querinduktivität L begleitet ist. Die
Abnahme des Gitterstromes bedeutet aber nichts anderes, als daß die an sich schwingungsfähige rückgekoppelte
Röhrenschaltung nach Fig. 3 nun ihre starke Dämpfung, welche durch den hohen Gitterstrom igi
hervorgerufen wurde, verliert und daher wieder schwingungsfähig wird. Sobald also der Gitterstrom igi
sich vom Punkte P1 wesentlich entfernt hat, so wird die ganze Rückkopplungsschaltung genügend entdämpft
sein, um wieder schwingfähig zu werden. Es ist die Eigenschaft jedes schwingungsfähigen Systems,
daß, wenn es langsam in einen bestimmten Anfangszustand hineinläuft, in dem sich plötzlich seine Dämpfung
wesentlich vermindert, es dann, ohne seine Schwingungsrichtung zu ändern, schnell in der Anfangsrichtung
weiterschwingt. Der Anodenstrom ia muß sich also, da das langsame Abwärtswandern des
Punktes P1 in Fig. 7 von einer Verminderung der Gitterspannung eg begleitet war, nun ebenfalls rasch
vermindern, d. h. daß in Abb. 6 der Anodenstrom die annähernd senkrechte Flanke c, d durchläuft und somit
Null wird. Die Dauer des Anodenstromimpulses ist also gleich t0, tx und, wie man sieht, wegen der vorgegebenen
Größe von ia von dem Widerstand der Gitter-Kathoden-Strecke
sowie von der Gegeninduktivität des Transformators abhängig.
An Hand der Fig. 8 kann auch noch die Größe der für die Erzeugung des Impulses notwendigen Gitterleistung,
die ja, wie bereits eingangs erwähnt, aus dem Anodenkreis in den Gitterkreis zurückgeliefert wird,
erläutert werden. Die Fig. 8 zeigt in perspektivischer Darstellung dieAnodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinie
sowie die Gitterstrom-Anodenspannungs-Kennlinie für eine bestimmte, dem Übersetzungsverhältnis
des Transformators und der Größe des Lastwiderstandes entsprechende Lage der Arbeitspunkte. Die
positive Gitterspannung ist für die Anodenstromkennlinie und die Gitterstromkennlinie die gleiche. Für
andere Werte der Gitterspannung, und zwar positive und negative Werte, könnte man in die Fig. 8 ebenfalls
die entsprechenden Anodenstrom- und Gitterstromkennlinie einzeichnen. Auch für negative Gitterspannungen
läßt sich das Kennlinienfeld, welches dann jedoch nur die Anodenstromkennlinie und keinen Gitterstrom
enthält, einzeichnen. Die Nutzleistung im Lastwiderstand und die Anodenverlustleistung sind in der
Fig. 8 wieder ebenso wie in Fig. 1 senkrecht bzw. waagerecht schraffiert. Die Gitterleistung, die aus dem
Anodenkreis in den Gitterkreis zurückgeliefert wird, . ist proportional der Fläche igL · eg, die in Fig. 8 schräg
schraffiert ist.
Die Schaltung nach Fig. 3 kann auch als Frequenzteiler betrieben werden, wenn man, wie in Fig. 9 dargestellt,
in den Gitterkreis ein Parallel-i? C-Glied 25 von einem Zeitkonstantenwert einschaltet, der größer
ist als die Periodendauer der zu teilenden Impulse und kleiner als die Periodendauer der gewünschten Impulsfrequenz
und die in ihrer Frequenz zu teilenden Impulse an Stelle der Impulse 19 in Fig. 3 zuführt. Hinsichtlich
des Gitterspannungsablaufes und der Impulsteilung arbeitet die Schaltung dann ähnlich wie ein
Sperrschwinger, der zur Frequenzteilung benutzt wird. Jedoch ist der Vorteil, daß Impulse großer Leistung in
einem Lastwiderstand unter Benutzung nur einer einzigen Röhre erzeugt werden, und alle anderen obenerwähnten
Vorteile gegenüber der Sperrschwingerschaltung auch für den Betrieb als Impulsfrequenzteiler
vorhanden.
Die Schaltung nach Fig. 9 kann auch als ganz selbständiger Impulsgenerator verwendet werden. Sie erzeugt
dann Impulse, deren Frequenz von der Zeitkonstante des Parallel-i? C-Gliedes abhängt.
Eine Ausführungsform der Erfindung als Impulsverstärker unter Benutzung einer Schirmgitterröhre sei
an Hand der Fig. 10 erläutert. In dieser liegt die Sekundärwicklung
des Rückkopplungstransformators im Schirmgitterkreis, welcher keine positive Gleichspannungsquelle
enthält. Die Schirmgitterröhre ist mit 26 bezeichnet, die übrigen Bezugszeichen in Fig. 10 haben
ebenso wie in Fig. 9 dieselbe Bedeutung wie in Fig. 3. Die Schaltung nach Fig. 10 wirkt in der Weise, daß
beim Einsetzen des Selbsterregungszustandes der Röhre 26 das Schirmgitterpotential in positiver Riehtung
verlagert wird und der Anodenstrom sich daher schnell vergrößert. Die Kathoden-Schirmgitter-Strecke
stellt in derselben Weise wie bei Fig. 3 die Kathoden-Steuergitter-Strecke eine Dämpfung für das schwingungsfähige
Röhrensystem dar, und die Impulsdauer der mit der Schaltung nach Fig. 10 erzeugten Impulse
ist durch dieselben Vorgänge bestimmt, wie sie an Hand der Fig. 6 und 7 erläutert worden sind. Die
Schaltung nach Fig. 10 hat den bemerkenswerten Vorzug, daß sie mit einer extrem kleinen negativen Gittervorspannung
arbeiten kann, da, solange der Anodenstrom Null ist, auch das Schirmgitter auf dem Potential
Null liegt und daher nur der verschwindend kleine Durchgriff der Anodenspannung durch das Schirmgitter
und das Steuergitter durch die negative Gittervorspannung wettgemacht werden muß.
Auch eine Schaltung nach Fig. 10 kann man ebenso wie eine Schaltung nach Fig. 3 als Frequenzteiler und
als frei schwingenden Impulserzeuger betreiben. Zu diesem Zweck ist lediglich in den Schirmgitterkreis ein
Parallel-i? C-Glied 27 einzuschalten, wie in Fig. 11 dargestellt.
Im Fall des Betriebes als Frequenzteiler werden die zu teilenden Impulse dem Steuergitter von 26
rUgeführt, wobei die Zeitkonstante des i? C-Gliedes 27
wieder länger als die Periodendauer der gegebenen und kürzer als die Periodendauer der gewünschten Impulse
sein muß, im Falle des Betriebes als frei schwingender Impulserzeuger wird an das Steuergitter eine kleine,
feste negative Vorspannung angeschlossen oder das Steuergitter mit der Kathode verbunden. Die Zeitkonstante
von 27 bestimmt dann die Periodendauer der erzeugten Impulse. Auch als Impulsverstärker ist
die Schaltung nach Fig. 11 gut brauchbar, ebenso wie
ein Sperrschwinger auch zur Verstärkung gegebener Impulse benutzt werden kann.
An Hand der Fig. 12 soll noch eine' Schaltung besprochen
werden, mit welcher die Impulslänge, die nach den an Hand der Fig. 6 gegebenen Erläuterungen
gleich der Zeit t0 —11 war, noch verkürzt werden kann.
Wenn man, wie in Fig. 12 dargestellt, in den Gitterkreis noch einen Widerstand 28 einschaltet, so tritt in Fig. 5
an Stelle des Widerstandes R die Summe der Widerstände der Gitter-Kathoden-Strecke und des Widerstandes
28. Da der Strom ia und Jg durch die Größe des
Lastwiderstandes 17 vorgeschrieben ist, liegt also vom Zeitpunkt t0 ab an der Induktivität L eine sehr viel
größere Spannung. Der Strom durch diese Querinduktivität muß also auch sehr viel schneller ansteigen,
als an Hand der Fig. 5 und 6 erläutert und der Zeitpunkt, in welchem die Rückkopplungsschaltung ge-25'
nügend entdämpft ist, um wieder schwingungsfähig zu werden, wird also viel früher nach dem Zeitpunkt t0
erreicht. Die Impulsdauer ist somit bei der Schaltung nach Fig. 12 wesentlich kürzer .als bei der Schaltung
nach Fig. 3.
Der Last widerstand kann bei praktischen Anwendungen der erfindungsgemäßen Schaltung ganz verschiedener
Art sein. Wenn es beispielsweise erforderlich ist, mittels einer Gasentladungslichtquelle sehr kurze
Lichtblitze zu erzeugen (z. B. zum Zwecke der Blitzlichtbeleuchtung
von zu photographierenden schnell bewegten Körpern), so wird die Gasentladungslichtquelle
gegebenenfalls zusammen mit ihrem Stabilisierungswiderstand in den Anodenkreis der Röhre eingeschaltet.
Der Verbraucher kann aber auch eine Hochfrequenzschwingröhre sein, welche einen beispielsweise
für Funkmeßzwecke dienenden Hochfrequenzimpuls erzeugen soll.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltung ist darin zu sehen, den Verbraucher,
d. h. im obenerwähnten Fall die Gasentladungslichtquelle, oder die Hochfrequenzschwingröhre mittels
eines Transformators an den Anodenkreis der erfindungsgemäßen Rückkopplungsschaltung anzuschließen,
derart, daß die Primärwicklung eines Transformators an Stelle des Lastwiderstandes 17 in Fig. 3,10
und 11 tritt und an die Sekundärwicklung dieses Transformators die Gasentladungslichtquelle mit ihren
Stabilisierungswiderstand bzw. die Schwingröhre angeschlossen wird.
In Fig. 13 ist der Anschluß einer den Lastwiderstand
darstellenden Anoden-Kathoden-Strecke einer Röhre mittels eines derartigen Transformators gezeigt. Die
Schaltelemente 13 bis 16 und 18 haben dieselbe Bedeutung
wie in Fig. 3, die hochzutastende Röhre ist mit 29 bezeichnet und der Transformator zum Anschluß
dieser Röhre an den Anodenkreis der Röhre 13 mit 30. Die zur Erzeugung der Hochfrequenzschwingungen
der Röhre 29 notwendige Schaltung ist der Einfachheit halber fortgelassen. Das Übersetzungsverhältnis
des Transformators 30 kann mit Rücksicht auf die Betriebseigenschaften des Lastwiderstandes beliebig
gewählt werden, solange nur im Anodenkreis der Röhre 13 die Betriebsverhältnisse aufrechterhalten
bleiben, welche an Hand der Fig. 4 bis 8 erläutert worden sind. Bei der Schaltung nach Fig. 13 kann der
erzeugte Impuls dadurch beendet werden, daß der Stromdurchgang durch die Röhre 29 mittels eines
Impulses 31 gesperrt wird, denn eine Unterbrechung der Belastung bewirkt, wie die Fig. 5 und 6 erkennen
lassen, ein augenblickliches Verschwinden des Anodenstromes ia und sodann eine sofortige Beendigung des
Impulses.
Die Beendigung des Stromimpulses ist demnach, wie Fig. 6 und 13 zeigen, in verschiedener Weise denkbar,
ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken, nämlich der Lieferung der Gitterleistung durch Rückkopplung
aus dem Anodenkreis abzuweichen. Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, die Röhre 29
in Fig. 13 nach Art eines sogenannten tröpfelnden Senders zu schalten, so daß der in 29 erzeugte Hochfrequenzimpuls
ebenfalls durch Potentialverlagerung des Steuergitters in negativer Richtung unterbrochen
wird.
Claims (8)
1. Schaltungsanordnung zur Herstellung von annähernd rechteckförmigen Stromimpulsen in
einem Lastwiderstand unter Benutzung einer gittergesteuerten Röhre, in deren Anodenkreis in Reihe
mit einem Belastungswiderstand die Primärwicklung eines Rückkopplungstransformators liegt,
dessen Sekundärwicklung in den bzw. in einen Gitterkreis eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lastwiderstand so groß ist, daß beim Stromdurchgang durch die Röhre der Primärstrom
des Transformators so gut wie auschließlich durch den Lastwiderstand bestimmt ist und daß die anodenseitige
Transformatorwicklung eine kleinere Windungszahl hat als die gitterseitige.
2. Schaltung nach Anspruch 1 mit einer im Steuergitterkreis einer Eingitterröhre liegenden
Sekundärwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergitterkreis eine feste Vorspannung (18)
solcher Größe liegt, daß der Anodenstrom der Eingangsröhre zwischen den Impulsen verriegelt ist
(Kg. 3).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit einer im Steuergitterkreis einer Eingitterröhre
liegenden Sekundärwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergitterkreis ein Parallel-i? C-Glied
liegt und das bei Verminderung der an ihm bei jedem Anodenstromimpuls auftretenden
Spannung auf den dem unteren Knick der Anoden- lao
strom-Gitterspannungs-Kennlinie der Röhre entsprechenden Wert jeweils ein Impuls im Lastwiderstand
erzeugt wird (Fig. 9).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit einer in einem anderen Gitterkreis als dem Steuergitterkreis
liegenden Sekundärwicklung, dadurch
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gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (i6) des Rückkopplungstransformators in den Schirmgitterkreis
eingeschaltet ist, daß im Schirmgitterkreis die Vorspannung Null liegt und im Steuergitterkreis
eine kleine feste negative Vorspannung (Fig. io).
5. Schaltungsanordnung nach .Anspruch 1 mit
einer in einem anderen Gitterkreis als dem Steuergitterkreis liegenden Sekundärwicklung, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (16) des Rückkopplungstransformators in den Schirmgitterkreis
eingeschaltet ist und im Schirmgitterkreis der Röhre ein Parallel-i?C-Glied liegt und daß bei
Verminderung der an ihm bei jedem Anodenstromimpuls auftretenden Spannung auf einen die Selbsterregung
ermöglichenden Wert gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Impulses am Steuergitter ein
neuer Anodenstromimpuls einsetzt (Fig. 11).
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für Eingitterröhren, dadurch gekennzeichnet, daß sich
im Steuergitterkreis ein Ohmscher Widerstand (28) befindet (Fig. 12).
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, insbesondere
zur Anodenstromspeisung von hochgetasteten Röhren, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lastwiderstand bzw. die den Lastwiderstand darstellende Anoden-Kathoden-Strecke der hochzutastenden
Röhre (29) mittels eines Transformators (30) in den Anodenkreis der gittergesteuerten Röhre
nach Anspruch 1 eingeschaltet ist (Fig. 13).
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 für hochgetastete Röhren, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stromimpuls durch Potentialverlagerung des Steuergitters der hochgetasteten Röhre (29) in
negativer Richtung unterbrochen wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
»Hausmitteilungen der Fernseh G. m. b. H., April 1939, S. 82 bis 88.
»Hausmitteilungen der Fernseh G. m. b. H., April 1939, S. 82 bis 88.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
© 709 561/25 S.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET5270D DE965851C (de) | 1944-09-16 | 1944-09-16 | Schaltungsanordnung zur Herstellung von annaehernd rechteckfoermigen Stromimpulsen in einem Lastwiderstand unter Benutzung einer gittergesteuerten Roehre |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET5270D DE965851C (de) | 1944-09-16 | 1944-09-16 | Schaltungsanordnung zur Herstellung von annaehernd rechteckfoermigen Stromimpulsen in einem Lastwiderstand unter Benutzung einer gittergesteuerten Roehre |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE965851C true DE965851C (de) | 1957-06-27 |
Family
ID=7544956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET5270D Expired DE965851C (de) | 1944-09-16 | 1944-09-16 | Schaltungsanordnung zur Herstellung von annaehernd rechteckfoermigen Stromimpulsen in einem Lastwiderstand unter Benutzung einer gittergesteuerten Roehre |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE965851C (de) |
-
1944
- 1944-09-16 DE DET5270D patent/DE965851C/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
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