DES0035391MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 23. September 1953 Bekanntgemacht am 2. August 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Die Hauptpatentanmeldung S 33 247 VIII a/ 21 a1
befaßt sich mit einer Laufzeitkette zur zeitlichen Verschiebung von Impulsen. Diese Laufzeitkette
ist aus einzelnen Stufen aufgebaut, an denen Ausgangsimpulse abnehmbar sind, die entsprechend der
jeweiligen Stufe eine bestimmte zeitliche Verschiebung
gegenüber den Eingangsimpulsen besitzen. Die einzelnen Stufen der Laufzeitkette bestehen
aus in der Ruhelage gesperrten Verstärkerelementen, an denen die zeitlich verschobenen Impulse abgenommen
werden können und die über Schwingkreise miteinander gekoppelt sind. Diese Schwingkreise
werden durch einen am Ausgang des vorhergehenden Verstärkerelements auftretenden Impuls
zu Schwingungen mit derartiger Phasenlage angeregt, daß während der ersten Halbwelle das folgende
Verstärkerelement gesperrt bleibt. Erst der Teil der zweiten Halbwelle, welcher ein bestimmtes
Öffnungspotential überschreitet, entriegelt dieses Verstärkerelement.
Eine nach diesem Prinzip arbeitende Schaltung ist in der deutschen Patentschrift 885 568 beschrieben.
Es handelt sich hier darum, einen gegenüber der steilen Flanke einer Sägezahnspannung
phasenverschobenen Impuls zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird von der Sägezahnspannung ein Schwingkreis
mit derartiger Phasenlage angestoßen, daß die zweite Halbwelle der angestoßenen Schwingung
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S 35391 VIIIal21a1
einen Gleichrichter öffnet, der dabei einen Stromimpuls abgibt. Dieser Impuls ist dann der gegenüber
der Flanke der Sägezahnspannung phasenverschobene Impuls.
Bei der in der Hauptpatentanmeldung behandelten Schaltung wird nun die öffnung des dem
jeweiligen Schwingkreis folgenden Verstärkerelements noch von einer zusätzlichen Spannung,
nämlich einer steuernden Pulsfolge, abhängig gemacht, welche den einzelnen Verstärkerelementen
zugeführt wird. Voraussetzung für die Öffnung der Verstärkerelemente ist also einerseits, daß die
zweite Halbwelle der in dem jeweils vorhergehenden Schwingkreis angestoßenen Schwingung das
Öffnungspotential des betreffenden Verstärkerelements
überschreitet, und andererseits das Auftreten eines Impulses der steuernden Pulsfolge. Auf
diese Weise werden die Öffnungszeiten der Verstärkerelemente eindeutig durch die Impulse der
steuernden Pulsfolge bestimmt, so daß unabhängig von einer möglicherweise ungenauen Abstimmung
der Schwingkreise die Laufzeit der der Laufzeitkette zugeführten Impulse von Stufe zu Stufe gleich
der Periode der steuernden Pulsfolge bzw. einem ganzen Vielfachen davon ist und damit einwandfrei
konstant gehalten werden kann. Durch eine Bedämpfung der Schwingkreise wird erreicht, daß die
der zweiten Halbwelle folgenden Schwingungen die Verstärkerelemente nicht mehr öffnen können.
Wird nun eine steuernde Pulsfolge verwendet, deren Impulsdauer klein gegenüber der Impulspause
ist, so müssen die Schwingkreise auf eine relativ tiefe Frequenz abgestimmt sein, damit die
zweite Halbwelle einer durch einen Impuls angestoßenen Schwingung mit einem folgenden Impuls
zusammenfällt. Dies hat zur Folge, daß die Rückflanke
des anstoßenden Impulses in einem Augenblick auftritt, in welchem die angestoßene Schwingung
noch in der ursprünglichen Richtung verläuft, so daß. also die Schwingung durch die Rückflanke
einen Anstoß in umgekehrter Richtung 'erhält. Die Rückflanke des Impulses und die Schwingungen
wirken also einander entgegengesetzt, so daß es zu einer schlechten Ausnutzung der Impulsenergie
kommt. In der Fig. 1 ist dies veranschaulicht. Unter α ist die steuernde Pulsfolge gezeichnet und
unter b der Spannungsverlauf an einem zu Schwingungen angeregten Schwingkreis. Die waagerecht
gestrichelte Linie gibt das Öffnungspotential des folgenden Verstärkerelements an.
Das Zusatzpatent hat eine besonders vorteilhafte
Bemessung und Aufbauweise der Schwingkreise zum Gegenstand, um die den Schwingkreisen zugeführte
Impulsenergie möglichst weitgehend, auszunutzen. Man spart dadurch an Leistung, die von
den Verstärkerelementen sonst aufgebracht werden müßte. Die Schwingkreise sind derart bemessen,
daß die halbe Periode ihrer Resonanzfrequenz annähernd gleich der'1 Dauer eines Impulses der
steuernden Pulsfolge ist. Durch eine Umschaltung wird während der Dauer, der zweiten Halbwelle
die Resonanzfrequenz1 derart herabgesetzt, daß der
Zeitraum, in dem die durch die herabgesetzte Resonanzfrequenz bestimmte zweite Halbwelle das
jeweils folgende Verstärkerelement entriegelt, einen Impuls der steuernden Pulsfolge überdeckt.
Fig. 2 veranschaulicht, daß bei einer derartigen Bemessung der Schwingkreise; der durch eine vordere
Impulsflanke bestimmte Anstoß eines Schwingkreises zu einer Schwingung führt, deren Beginn
der zweiten Halbwelle mit der hinteren Impulsflanke zusammenfällt, so daß in diesem günstigen
Augenblick der Schwingkreis abermals einen Anstoß erhält. Die Folge davon ist, daß die Amplitude
der zweiten Halbwelle bei unveränderter Frequenz wesentlich größer ist als die der ersten Halbwelle.
Um nun zu verhindern, . daß infolge der angegebenen Bemessung der Schwingkreise die zweite
Halbwelle zeitlich mit einer Impulspause der steuernden Pulsfolge zusammenfällt, wie dies die
Fig. 2 zeigt, muß dafür gesorgt werden, daß die zweite Halbwelle zeitlich verbreitert wird. Dies geschieht
durch die erwähnte Umschaltung, wodurch wähnend der Dauer der zweiten Halbwelle die Resonanzfrequenz
der Schwingkreise genügend weit herabgesetzt wird, so daß nunmehr ein Impuls der
steuernden Pulsfolge in den Zeitraum fällt, in welchem das jeweils folgende Verstärkerelement
durch die zweite Halbwelle entriegelt wird.
Da es mit Hilfe der steuernden Pulsfolge möglieh
ist, die Laufzeit eines Impulses von Stufe zu Stufe eindeutig festzulegen, kann man den Zeitraum,
in dem eine von einem Schwingkreis abgeleitete Spannung am folgenden Verstärkerelement
liegt, welche das Öffnungspotential überschreitet, wesentlich größer festlegen als die Dauer eines Impulses
der steuernden Pulsfolge. Dies ist sogar zweckmäßig, da dann irgendwelche Streuungen
beispielsweise der Eigenschaften der Verstärkerelemente oder Schwingkreisbauelemente, welche
Verschiebungen des genannten Zeitraumes bewirken können, keine Rolle mehr spielen. Durch die
steuernde Pulsfolge wird der richtige Augenblick
zur Weitergabe eines Impulses an die nächsteStufe immeir wieder herausgesucht.
Eine den vorstehend aufgeführten Forderungen entsprechende Schwingkreisanordnung besteht
darin, ein .RC-Glied zu jedem Schwingkreis über
einen Gleichrichter parallel zu schalten, der so gepolt ist, daß er während der zweiten Halbwelle
durchlässig ist. Kapazität und Widerstand des i?C-Gliedes sind dabei so bemessen, daß die bei
Durchlässigkeit des Gleichrichters maßgebende Resonanzfrequenz wesentlich herabgesetzt ist und die
der zweiten Halbwelle folgenden Schwingungen das Öffnungspotential des jeweils folgenden Verstärkerelements
nicht mehr erreichen und dieses damit gesperrt bleibt.
Durch die Herabsetzung der Resonanzfrequenz während der zweiten Halbwelle wird diese gegenüber
der ersten Halbwelle stark verbreitert, womit die oben angegebene Forderung nach Vergrößerung
des Zeitraumes, in dem das Öffnungspotential überschritten wird, erfüllt ist. Die Verbreiterung der
zweiten Halbwelle kann man dadurch steuern, daß man den Gleichrichter vorspannt, beispielsweise
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S 35391 VIII a/21 a1
durch Zuführung einer Gleichspannung über den Widerstand des iiC-Gliedes. Durch eine derartige
Vorspannung kann man nämlich den Zeitpunkt, in dem der Gleichrichter durchlässig wird, einstellen.
In der Fig. 3 ist eine Laufzeitkette wiedergegeben, wie sie prinzipiell in der Hauptpatentanmeldung
S 33 247 VIII a/21 a1 behandelt ist. Bei der bier dargestellten Laufzeitkette bestehen die
Verstärkerelemente aus den Röhren i?i,7?2undi?3.
Zwischen die; Röhren R 1 und R 2 ist eine Schwingkreisanordnung
geschaltet,, welche die vorstehend beschriebenen Eigenschaften aufweist. An den im
Anodenstromkreis der Röhre R1 liegenden Übertrager
Ü ist der Schwingkreis Li, Ci angekoppelt,
dessen Resonanzfrequenz so bemessen ist, daß die halbe Periode dieser Frequenz gleich der Dauer
eines Impulses der steuernden Pulsfolge ist, welche bei diesem Ausführungsbeispiel den Bremsgittern
G2 der Röhren Ri, R2 und i?3 zugeführt
wird. Parallel zu dem Schwingkreis Li, Ci ist das
i?C-Glied Wi, C2 geschaltet, wobei zwischen
Schwingkreis und i?C-Glied der Gleichrichter Gl
eingesetzt ist. Der Gleichrichter Gl ist durch die Gittervorspannung U ι der Röhre R 1 und die über
den Widerstand Wi zugeführte Spannung U 2 in
bestimmter Weise vorgespannt, nämlich derart, daß sich ein den Betriebsbedingungen entsprechender
Zeitraum ergibt, in dem die von der Schwingkreisanardnung abgeleitete Spannung das Öffnungs-.
potential der Röhre R 2 überschreitet.
Die Schwingkreisanordnung besitzt die beiden Ausgänge A und B, die je an eine Steuerelektrode
des folgenden Verstärkerelements angeschlossen werden können, im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels
liegt der Ausgang^ am Gitter G 1 der Röhre R2. Der Spannungsverlauf, welcher sich
am Ausgang A ergibt, ist. in der Fig. 4 dargestellt. Aus dem unter b abgebildeten Kurvenzug ist zu ersehen,
daß durch einen Ausgangsimpuls der Röhre R1, welcher mit dem ersten Impuls der
unter α gezeichneten steuernden Pulsfolge zusammenfällt, der Schwingkreis L1, Ci zu einer
Schwingung mit der ^ Frequenz /1 angeregt wird,
deren halbe Periode gleich der Dauer eines Impulses der steuernden Pulsfolge ist. Die Frequenz/1
ist allein durch die Induktivität L1 und die Kapazität
Ci bestimmt, da während der ersten Halbwelle der Gleichrichter Gl gesperrt ist. Infolge
seiner Vorspannung wird der Gleichrichter Gl zu einem bestimmten Zeitpunkt während der zweiten
Halbwelle leitend und schaltet damit die Kapazität C2 parallel zu dem Schwingkreis L 1, Ci.
Die Eigenfrequenz der gesamten Schwingkreisanordnung wird während dieser zweiten Halbwelle
durch die Frequenz/2 bestimmt. Dabei zeigt die Praxis jedoch, daß die Frequenz/2 einen höheren
Wert erhält als sich normalerweise unter alleiniger Berücksichtigung der Induktivität L 1 und der Kapazitäten
Ci und C 2, ergeben würde, so daß demgegenüber
die Kapazität C 2 vergrößert werden muß, um zu einer ausreichenden zeitlichen Verbreiterung
der zweiten Halbwelle zu kommen. Die zweite Halbwelle ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich,
gegenüber der ersten Halbwelle infolge einer entsprechenden Bemessung des Kondensators C 2 stark
verbreitert, so daß auch bei Ungenauigkeiten der Röhren oder Schwingkreise sichergestellt ist, daß
ein Impuls der steuernden Pulsfolge in denjenigen Zeitraum fällt, in dem die zweite Halbwelle das
Öffnungspotential der folgenden Röhre überschreitet und diese damit entriegelt. Dieses Potential
ist in Fig. 4b durch die waagerecht gestrichelte Linie angedeutet.
Greift man die Ausgangsspannung einer solchen Anordnung am Ausgang B an, so ergibt sich ein
Spannungsverlauf gemäß Kurvenzug Fig. 5 b. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß während der ersten
Halbwelle keine Spannung am Ausgang B auftritt, da der Gleichrichter Gl durch diese Halbwelle gesperrt
wird. Die Dauer der Sperrung des Gleichrichters Gl ist somit durch die Induktivität L ι
und die Kapazität C1 bestimmt. Während der zweiten Halbwelle wird von dem durch die Vor-"
spannung bestimmten Zeitpunkt ab der Kondensator C 2 über den nun geöffneten Gleichrichter Gl
so lange aufgeladen, bis die Spannung am Schwingkreis ihren maximalen Wert erreicht hat. Sinkt
nun die Spannung wieder ab, so wird der Gleichrichter Gl wieder gesperrt, da der Kondensator C 2
inzwischen auf diesen maximalen Spannungswert aufgeladen wurde und sich nicht so schnell, wie die
Spannung am Schwingkreis L1, Ci absinkt, über
den parallel geschalteten Widerstand Wi entladen kann. Infolgedessen klingt von nun an die Spannung
am Kondensator C 2 gemäß der eingezeichneten Exponentialfunktion ab. Die Zeitkonstante
dieser Kondensatorentladung ist im wesentlichen durch die Werte der Kapazität C 2 und des Widerstandes
Wi gegeben. Dieser Entladungsvorgang verläuft so langsam, daß ein gegenüber der Dauer
eines Impulses der Pulsfolge breiter Zeitraum verbleibt, in dem die Spannung am Ausgang B das
durch die waagerecht gestrichelteLinie. angedeutete Öffnungspotential überschreitet. Man erzielt also
auch bei Abnahme der Ausgangsspannung der Schwingkreisanordnung am Ausgang B die gleichen
A^orteile wie bei Abnahme der Ausgangsspannung am Punkt A.
Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Aus einzelnen Stufen aufgebaute Laufzeitkette, welche bei Zuführung von Eingangsimpulsen die Abnahme von an den einzelnen Stufen auftretenden Ausgangsimpulsen gestattet, die entsprechend der jeweiligen Stufe eine bestimmte zeitliche Verschiebung gegenüber den Eingangsimpulsen besitzen und deren einzelne Stufen aus in der Ruhelage gesperrten Verstärkerelementen bestehen, an denen die zeitlich verschobenen Impulse abgenommen werden können und die über Schwingkreisanordnungen miteinander gekoppelt sind, welche durch einen am Ausgang des vorhergehenden Verstärkerelements auftretenden Impuls zu Schwingungen mit derartiger Phasenlage angeregt werden, daß das folgende Verstärker-609 577/147S 35391 VIII a/21a"element während der ersten Halbwelle gesperrt und .während der zweiten Halbwelle entriegelt und dann geöffnet wird, wenn es gleichzeitig einen Impuls einer steuernden Pulsfolge erhält, wobei die Schwingkreise derart bedämpft sind, daß die der . zweiten Halbwelle folgenden Schwingungen die Verstärkerelemente nicht mehr öffnen können, nach Patentanmeldung S 33247 VIII a/21 a1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreise (Li, Ci) derart bemessen sind, daß die halbe Periode ihrer Resonanzfrequenz annähernd gleich der Dauer eines Impulses der steuernden Pulsfolge ist, wobei durch eine Umschaltung während der Dauer der zweiten Halbwelle die. Resonanzfrequenz derart herabgesetzt wird, daß der Zeitraum, in dem die durch die herabgesetzte Resonanzfrequenz bestimmte zweite Halbwelle das jeweils folgende Verstärkerelement entriegelt, einen Impuls der steuernden Pulsfolge überdeckt.
- 2. Laufzeitkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung durch einen während der zweiten Halbwelle durchlässigen Gleichrichter (G/) erfolgt, welcher im Durchlässigkeitszustand parallel zu dem betreffenden Schwingkreis (Li,. C 1) ein i?C-Glied (Wi, C 2) schaltet, welches die Herabsetzung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bewirkt. <
- 3. Laufzeitkette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt, in dem der Gleichrichter (G/) durchlässig wird, durch eine an diesen Gleichrichter angelegte Vorspannung geeigneter Höhe 'einstellbar ist.
- 4. Laufzeitkette nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem folgenden Verstärkerelement zugeführte Spannung am Verbindungspunkt zwischen Schwingkreis (Li, C 1) und Gleichrichter (G/) abgenommen wird.
- 5. Laufzeitkette nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem folgenden Verstärkerelement zugeführte Spannung am Verbindungspunkt zwischen i?C-Glied (Wi, C 2. und Gleichrichter (G/) abgenommen wird.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 885 568.Hierzu ι Blatt Zeichnunigen
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