DE965851C - Schaltungsanordnung zur Herstellung von annaehernd rechteckfoermigen Stromimpulsen in einem Lastwiderstand unter Benutzung einer gittergesteuerten Roehre - Google Patents

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 i_a als Funktion der Anodenspannung u_a ίο sowie Gitterstrom i_g als Funktion der Anodenspannung u_a) 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 i_a' 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 i_a' · «z/ proportional und die in der Röhre verbrauchte Leistung, d. h. die Anodenverlustleistung, proportional der Fläche i_a' · 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 i_a". 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 i_g" · e_g, d. h. i_g" · 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 i_a" 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 i_ai und i_gi von Anodenstrom und Gitterstrom bestimmt ist. Die in Fig. 4 dargestellte Anodenstrom- und Gitterstromkurve gelten für dieselbe positive Gitterspannung, und der Anodenstromwert i_ai 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 i_n zum Anodenstrom i_av 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 i_ai dieses Gleichgewichtszustandes möge einem Windungszahlenverhältnis von 15 auf 16 = ι: 5 entsprechen, während bei einem Windungszahlenverhältnis 1:1 der Anodenstrom i_a2 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 i_a (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 i_a von Null auf einen endlichen Wert ansteigt, so bildet sich augenblicklich am Widerstand R ein Spannungsabfall J_g · 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, t_x 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 i_a 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 e_g 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 i_ai und der Gitterstrom i_gi, 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 i_gi hervorgerufen wurde, verliert und daher wieder schwingungsfähig wird. Sobald also der Gitterstrom i_gi 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 i_a muß sich also, da das langsame Abwärtswandern des Punktes P₁ in Fig. 7 von einer Verminderung der Gitterspannung e_g 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, t_x und, wie man sieht, wegen der vorgegebenen Größe von i_a 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 i_gL · e_g, 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 i_a und J_g 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 i_a 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)

Patentansprüche:

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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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