DE974295C - Oszillatorschaltung, insbesondere zur Gewinnung einer hohen Gleichspannung - Google Patents

Description

Zur Erzeugung von verhältnismäßig hohen Gleichspannungen wie z. B. die für Kathodenstrahlröhren erforderliche Anodenspannung von etwa 2000 V oder mehr, ist es bekannt, die von einem Oszillator mit einer rückgekoppelten Elektronenröhre erzeugten Wechselspannungen heraufzutransformieren, gleichzurichten und zu glätten.

Bei solchen Einrichtungen werden bei geeigneter Wahl der Frequenz der erzeugten Wechselspannungen der erforderliche Transformator und das Abflachfilter besonders klein und billig sein.

Eine bekannte Einrichtung dieser Art enthält eine Oszillatorschaltung mit einer rückgekoppelten, gittergesteuerten Elektronenröhre, in deren Ausgangskreis ein überkritisch gekoppeltes zweikreisiges Bandfilter liegt, dem die Rückkopplungsspannung entnommen wird und das zugleich als Transformator wirkt (vgl. Proceedings I.R.E., April 1943, S. 158 bis 163).

Ein Nachteil dieser bekannten Schaltung ist ihr verhältnismäßig großer, scheinbarer innerer Widerstand.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Oszillatorschaltung, insbesondere zur Gewinnung einer hohen Gleichspannung, mit einer rückgekoppelten, gittergesteuerten Elektronenröhre und einem im Ausgangskreis liegenden, überkritisch gekoppelten zweikreisigen Bandfilter, bei dem die Rückkopplungsspannung an der Sekundärseite abgegriffen wird, parallel zur Sekundärseite des Bandfilters eine Phasenschieberanordnung angeschaltet, die so bemessen ist, daß

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am Steuergitter der Röhre die zur Rückkopplung erforderliche Spannung mit einer solchen Phasenverschiebung gegenüber der an den Klemmen der Sekundärseite auftretenden Gesamtspannung λvirksam ist, daß die Oszillatorfrequenz etwa der mittleren Bandfilterfrequenz entspricht.

Insbesondere bei Verwendung einer Schirmgitterröhre als Oszillatorröhre wirkt sich die erfindungsgemäße Maßnahme vorteilhaft aus. ίο Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein überkritisch gekoppeltes zweikreisiges Bandfilter für die mittlere Bandfilterfrequenz invertierende Eigenschaften hat, d. h., daß der Eingangswiderstand und damit die aufgenommene und übertragene Leistung ansteigen, wenn der an den Ausgang angeschlossene Widerstand kleiner wird, also die Belastung zunimmt. Bei zunehmender Strombelastung des Ausganges wird somit die übertragene Leistung größer, so daß sich die Spannung am Ausgang nur wenig ändert. Man erhält also eine sehr flache Belastungscharakteristik und damit eine gut konstante Ausgangsspannung.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung in den Fig. ι bis 4 beispielsweise näher erläutert. Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel der Oszillatorschaltung nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt die Charakteristik des darin verwendeten Bandfilters;

Fig. 3 zeigt die Belastungskurven der Schaltung nach Fig. 1 ohne und mit Anwendung der Erfindung; Fig. 4 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung zur Erzeugung hoher Gleichspannungen.

In der Zeichnung sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Oszillatorschaltung enthält eine rückgekoppelte Elektronenröhre 1 mit einem Steuergitter 2, einem Schirmgitter und einer Anode 3. In den Anodenkreis der Röhre ist ein überkritisch gekoppeltes Bandfilter eingeschaltet mit einem Primär- und einem Sekundärkreis 4 bzw. 5. Die Bandfiltercharakteristik a, bei der die an der Ausgangsseite des Bandfilters auftretende Spannung £ bei gleichbleibendem Eingangsstrom als Funktion der Frequenz/" dargestellt ist, ist in Fig. 2 abgebildet. Ohne Anwendung der Erfindung, bei Belastung der Schaltung durch eine veränderliche Belastungsimpedanz 10, verläuft die Belastungskurve, wie in Fig. 3 durch die Kurve b dargestellt ist.

Die dem Sekundärkreis 5 des Bandfilters entnommene Rückkopplungsspannung wird über einen Trennkondensator 6 und einen hohen Widerstand 7 dem Steuergitter 2 der Röhre zugeführt. Dieses Steuergitter ist über einen Ableitungswiderstand 8 und einen Parallelkondensator 9 mit der Kathode der Röhre verbunden. Die verschiedenen Schaltungsteile des Rückkopplungskreises sind entsprechend der Erfindung derart bemessen, daß zwischen seiner Eingangs- und Ausgangsspannung ein Phasenwinkel von etwa 8o° auftritt.

Bei den bekannten Schaltungen dieser Art wird die Rückkopplungsspannung ohne Phasendrehung dem Steuergitter 2 zugeführt. Hierbei stimmt die Frequenz der erzeugten Schwingungen mit der Frequenz für einen der Scheitel der Bandfilterkurve α in Fig. 2 überein.

In der erfindungsgemäßen Schaltung dagegen wird infolge der in dem Rückkopplungskreis bewirkten Phasendrehung die Frequenz der erzeugten Schwingungen im wesentlichen der mittleren Bandfilterfrequenz entsprechen, für welche Frequenz die Ausgangsspannung des Bandfilters um 90⁰ in bezug auf den Eingangsstrom in der Phase verschoben ist. In dem Maße, wie die im Rückkopplungskreis bewirkte Phasendrehung genauer an 90⁰ (270⁰, 450⁰ ... usw.) heranrückt, wird die Frequenz der erzeugten Schwingungen genauer mit der mittleren Bandfilterfrequenz übereinstimmen, wobei der Arbeitspunkt für die Oszillatorschaltung mit dem in Fig. 2 mit P bezeichneten Punkt übereinstimmt, und die Belastungscharakteristik einen flacheren Verlauf hat infolge der oben geschilderten, einem invertierenden Netzwerk ähnelnden Eigenschaften des überkritisch gekoppelten Bandfilters. In diesem Zusammenhang ist es außerdem günstig eine in hohem Maße überkritische Kopplung zu verwenden, d. h. eine Kopplung, bei der der Kopplungsfaktor das 5- bis iofache desjenigen für eine kritische Kopplung beträgt.

In Fig. 3 ist die mit der Schaltung nach Fig. 1 durch Anwendung der Erfindung entstandene Belastungskurve mit c bezeichnet, die einen beträchtlich flacheren Verlauf hat als diejenige gemäß der Kurve b ohne Anwendung der Erfindung.

Bei der Einrichtung nach Fig. 4, in der eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Oszillatorschaltung abgebildet ist, werden die von der Oszillatorschaltung erzeugten Schwingungen dem Bandfilter 4, 5 entnommen und über einen Gleichrichter 11 und ein Abflachfilter mit einem Längswiderstand 12 und Querkondensatoren 13, 14 einem z. B. durch eine Kathodenstrahlröhre gebildeten veränderlichen Belastungswiderstand 15 zugeführt.

Der Rückkopplungskreis der Oszillatorschaltung enthält bei diesem Ausführungsbeispiel die Reihenschaltung eines Kondensators 16 und eines Wider-Standes 17; letzterer hat einen verhältnismäßig geringen Wert, so daß zwischen den Spannungen über den Kreis 5 des Bandfilters und denjenigen am Widerstand 17 ein Phasenunterschied von etwa 90⁰ auftritt. Der Verbindungspunkt des Kondensators 16 und des Widerstandes 17 ist über einen Ableitungswiderstand 18 und einen parallel zu diesem geschalteten Kondensator 19 mit dem Steuergitter 2 der Oszillatorröhre verbunden. Der Kondensator 19 ist derart gewählt, daß die Steuergitterspannung praktisch mit der am Widerstand 17 auftretenden Spannung in Phase ist. Es sei bemerkt, daß die in der Schaltung nach Fig. 1 und in derjenigen nach Fig. 4 in den Rückkopplungskreisen bewirkte Phasendrehung entgegengesetzte Vorzeichen haben.

Außer zur Erzeugung von Anodengleichspannungen kann die Oszillatorschaltung gemäß der Erfindung selbstverständlich überall dort vorteilhaft Anwendung finden, wo eine flache Belastungscharakteristik erforderlich ist, wie z. B. bei Anwendung von Hochfrequenzwechselspannung für medizinische Zwecke.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Oszillatorschaltung, insbesondere zur Gewinnung einer hohen Gleichspannung, mit einer rückgekoppelten, gittergesteuerten Elektronenröhre und einem im Ausgangskreis liegenden, überkritisch gekoppelten zweikreisigen Bandfilter, bei dem die Rückkopplungsspannung an der Sekundärseite abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Sekundärseite des Bandfilters eine Phasenschieberanordnung angeschaltet ist, die so bemessen ist, daß am Steuergitter der Röhre die zur Rückkopplung erforderliche Spannung mit einer solchen Phasenverschiebung gegenüber der an den Klemmen der Sekundärseite auftretenden Gesamtspannung wirksam ist, daß die Oszillatorfrequenz etwa der mittleren Bandfllterfrequenz entspricht.
2. 2. Oszillatorschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorröhre mit einem Schirmgitter versehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Proc. I.R.E., 1943, April, S. 158 bis 163;
   H. Barkhausen, Lehrbuch der Elektronenröhren, 3. Band »Rückkopplung«, 374. Auflage, 1935.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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