DE1050462B

DE1050462B -

Info

Publication number: DE1050462B
Application number: DENDAT1050462D
Authority: DE
Publication date: 1959-02-12

Description

DEUTSCHES

kl. 21g 38

INTERNAT. KL. H 03k

PATENTAMT

V 12142 VIII a/ 21g

ANMELDETAG: 14. MÄRZ 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER

AUSLEGE SCHRIFT: 12. FEBRUAR 1959

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen zeitlinearer sägezahnförmiger Ströme für Impulsgeräte mittels einer Umladung eines Ladekondensators im Gitterkreis einer Elektronenröhre. Die Schaltungsanordnung soll hierbei durch Impulse steuerbar sein, d. h., die sägezahnförmigen Schwingungen sollen nur jeweils für die Zeitdauer der Steuerimpulse abgegeben werden.

Für den genannten Zweck sind bereits Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen eine Steuerröhre und eine sogenannte, im allgemeinen zwei Dioden enthaltende Bootstrap-Schaltung zur Bildung von positiven Spannungs-bägezahnimpulsen vorgesehen sind. Sollen mit einer derartigen Schaltung Strom-Sägezahnimpulse erzeugt werden, so muß die Bootstrap-Schaltung eine Endröhre ansteuern. Hierbei geht allerdings infolge der gekrümmten Kennlinie dieser Röhre die Nichtlinearität des Sägezahnimpulses verloren. Zur Behebung dieses Nachteiles ist es möglich, eine Vorverstärkung und eine Gegenkopplung vorzusehen. Da jedoch die Bootstrap-Schaltung positive Ausgangsimpulse liefert und die Endröhre ebenfalls mit positiven Impulsen angesteuert werden muß, werden nicht nur eine, sondern zwei Vorverstärkerröhren be.aötigt. Die zur Linearisierung dienende Gegenkopplungsspannung wird dann von der Katode der Endröhre abgenommen und der Bootstrap-Schaltung sowie der ersten Vorverstärkerröhre zugeführt. Die Schaltung benötigt also, ebenso wie andere gleichartige Schaltungen, einen erheblichen technischen Aufwand.

In derTernsehtechnik sind ferner AblenkscTialtungen bekannt, die auf dem Prinzip der sogenannten mitlaufenden Ladespannung beruhen und mit einer transformatorischen Gegenkopplung arbeiten. Transformatorische Gegenkopplungsschaltungen können jedoch nur in Schaltungen angewendet werden, in denen die zu erzeugenden Sägezahninipulse regelmäßig und kontinuierlich auftreten. In anderen Fällen werden die Gleichstrom-Sägezahnimpulse von dem Transformator nicht verzerrungsfrei übertragen. Bei Impulsgeräten, bei denen also keine gleichmäßige Impulsfolge vorliegt, müßte die transformatorische Gegenkopplung durch eine andere bekannte Schaltung ersetzt werden, was jedoch zwangläufig eine Verschlechterung der Linearität der Sägezähne zur Folge hat, sofern nicht wieder zusätzliche Verstärkerstufen vorgesehen werden.

Mit der Erfindung wird nun eine Schaltungsanordnung geschaffen, mit der der erforderliche technische Aufwand für eine derartige Vorrichtung wesentlich herabgesetzt werden kann. Es wird ebenfalls eine,Anordnung verwendet, bei der zwecks Linearisierung des Stromsägezahnes von dem Katodenwiderstand einer Kippendröhre eine Gegenkopplungsspannung abgegrif-Schaltungsanordnung zum Erzeugen zeitlinearer sägezahnförmiger Ströme für Impulsgeräte

Anmelder:

VEB Funkwerk Köpenick, Berlin-Köpenick, Wendenschloßstr. 154/158

Jost Kirschbein, Berlin-Kaulsdorf, ist als Erfinder genannt worden

fen wird und bei der eine Umladung eines Ladekondensators im Gitterkreis einer Elektronenröhre erfolgt.

Tjemäß der Erfindung ist ein einseitig an Minuspotential bzw. Nullpotential liegender Widerstand vorgesehen, dessen anderes Ende einmal mit dem gegebenenfalls über ein Kopplungselement am Gitter der Elektronenröhre liegenden Anschluß des Ladekondensators und zum anderen mit einer insbesondere elektronischen Schaltvorrichtung verbunden ist. Durch die Schaltvorrichtung erhält der genannte Anschluß des Ladekondensators für die Dauer der negativen Steuerimpulse eine Potentialänderung, während der andere Anschluß des Ladekondensators über einen Widerstand mit der Katode der Kippendröhre verbunden ist.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sei die Erfindung näher erläutert.

Bei der Schaltungsanordnung nach Abb. 1 ist eine Schaltröhre 1 mit einem Ladewiderstand2 in der Katodenleitung und einem Arbeitswiderstand 3 vorgesehen. Die Katode der Röhre ist mit dem Gitter einer Elektronenröhre 4 und dem einen Beleg eines Ladekondensators 5 verbunden. Der andere Beleg des Ladekondensators 5 liegt über einen Widerstand 6 an der Katode einer Kippendröhre 7 mit Katodenwiderstand 8 und Ablenkspule 9 im Anodenkreis. Während der Ladewiderstand 2 an Minuspotential — U_v liegt,

809 749/318

Claims

1 ist der Kathodenwiderstand 8 der Kippendröhre 7 mit dem Nullpotential verbunden. An die Anode der Elektronenröhre 4 ist in üblicher Weise über einen Kondensator 10 das Gitter der Kippendröhre 7 angekoppelt. Desgleichen ist der gegen Minuspotential 5 — Ug liegende Gitterableitwiderstand 12 dieser Röhre in bekannter Weise angeordnet. Im allgemeinen wird ferner bei einer Reihe von Schaltungen dieser Widerstand durch eine Nullpegeldiode, z. B. eine Germaniumdiode 13, überbrückt sein. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende: Beim Eintreffen eines negativen Steuerimpulses am Gitter der Schaltröhre 1 wird die normalerweise geöffnete Röhre gesperrt und damit der durch den Ladewiderstand 2 fließende Strom unterbrochen. Demzufolge sinkt zunächst die Spannung am Gitter der Elektronenröhre 4 ab, wodurch das Anodenpotential ansteigt. Als Folge hiervon wird das Gitter der Kippendröhre 7 positiver, so daß in dieser Röhre ein Katodenstrom einsetzt und am Katodenwiderstand 8 ein positiver Spannungsabfall auftritt. Dieser wird über den jetzt als Koppelkondensator wirkenden Ladekondensator 5 auf das Gitter der Röhre 4 gegengekoppelt. Der Widerstand 6 dient hierbei lediglich in bekannter Weise zur Erzeugung eines Stromsprunges am Anfang des Sägezahnes. Es stellt sich nun ein Gleichgewichtszustand ein. Da die Spannung über dem Ladewiderstand 2 dabei praktisch konstant gehalten wird, fließt ein gleichbleibender Ladestrom, und die Spannung am Ladekondensator 5 steigt geradlinig an, d. h., es wird ein linearer Sägezahn erzeugt. Der Katodenstrom der Kippendröhre ist, bedingt durch die Gegenkopplung, diesem Spannungsanstieg proportional. Eine geringfügige Verzerrung des Sägezahnes tritt lediglich infolge der Stromverteilungscharakteristik zwischen dem Anoden- und dem Schirmgitterstrom der Kippendröhre ein. Eine weitere Abweichung von der Sägezaihnform läßt sich aus der Verstärkung der Elektronenröhre 4 und dem Verhältnis zwischen der Gitterspannungsänderung dieser Röhre und der über dem Ladekondensator 2 stehenden Ladevorspannung errechnen. Die jeweils erforderliche Kapazität C des Ladekondensators 5 ergibt sich aus der Ladevorspannung UTr, der Kippzeit t, der Größe Rialj, des Lade- +5 Widerstandes 2, der Größe R% des Katodenwiderstandes 8 und dem Katodenspitzenstrom Ikmax dieser Röhre am Ende der Zeit t nach der Formel c_ Όττ-t RLad ■ Rk ■ Η max Zusammengefaßt wird der geradlinig ansteigende Anodenstrom der Kippendröhre durch Einstellung und Vergleich mit einer geradlinig ansteigenden Spannung erzeugt, wobei sich diese geradlinig ansteigende Spannung durch eine negative Umladung eines Ladekondensators über einen Ladewiderstand ergibt. Durch die Gegenkopplung eines positiven Spannungsabfalls am Katodenwiderstand der Kippendröhre wird hierbei die über dem Ladewiderstand stehende Spannung praktisch konstant gehalten. Gegenüber der bekannten Schaltung werden also eine Verstärkerstufe, die sonst wegen der notwendigen Phasenumkehrung unbedingt erforderlich ist und die beiden Dioden der Bootstrap-Schaltung eingespart. Erzielt wird diese Einsparung durch die Ansteuerung mit negativen Impulsen und die erfindungsgemäße Anordnung der Widerstände 2 und 6 sowie des Kondensators 5. Da die Ansteuerung der Kippschaltung 462 häufig durch einen Multivibrator erfolgt, kann in einer Reihe von Fällen audi noch die Schaltröhre 1 bzw. eine andere entsprechende Schaltvorrichtung eingespart werden. Gemäß der Abb. 2 wird dann die Anode der Ausgangsröhre 14 des Multivibrators über einen Gleichrichter 16 mit dem Ladekondensator 5 und dem Ladewiderstand 2 verbunden. Der Ladewiderstand 2 kann dann mit seinem anderen Ende an einer negativen Spannung oder am Nullpotential liegen. Zwecks Fernhaltung der der Multivibratorröhre 14 über den Widerstand 15 zugeführten Anodenspannung vom Gitter der Elektronenröhre 4 muß die Ankopplung dieses Gitters natürlich über einen Koppelkondensator 17 erfolgen. Desgleichen muß das Gitter durch einen Gitterableitwiderstand 18 mit Nullpotential verbunden sein. Je nachdem, ob die Multivibratorröhre 14 geöffnet oder gesperrt ist, gelangt über den Gleichrichter 16 ein unterschiedliches Potential an den Ladewiderstand 2. Die Wirkungsweise ist dann etwa die gleiche wie bei der Ausführung nach Abb. 1. Die Ansteuerung erfolgt in beiden Fällen durch einen negativen Impuls, der die zeitliche Länge des Kippimpulses aufweisen muß. Bei der Ansteuerung ist darauf zu achten, daß die Anfangsspannung des Ladekondensators 5 im Ruhezustand stets den gleichen Wert erreicht. Die Art der Ansteuerung, d. h. die Entscheidung, ob die Schaltung nach Abb. 2 verwendet werden kann oder ob die Schaltung nach Abb. 1 gewählt werden muß, richtet sich nach der zulässigen Rücklaufzeit. Dabei weist die erste Schaltung eine kürzere Rücklaufzeit auf. Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen zeitlinearer sägezahnförmiger Ströme für Impulsgeräte mittels einer durch Impulse gesteuerten Umladung eines Ladekondensators im Gitterkreis einer Elektronenröhre nach Art einer Bootstrap-Schaltung, bei der zwecks Linearisierung des Stromsägezahnes eine von dem Katodenwiderstand einer Kippendröhre abgegriffene Gegenkopplungsspannung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein einseitig an Minus- bzw. Nullpotential IiegenderWiderstand (2) vorgesehen ist, dessen anderes Ende einmal mit dem gegebenenfalls über ein Kopplungselement am Gitter der Elektronenröhre (4) liegenden Anschluß des Ladekondensators (5) und zum anderen mit einer insbesondere elektronischen Schaltvorrichtung (1) verbunden ist, durch die der genannte Anschluß des Ladekondensators (5) für die Dauer der negativen Steuerimpulse eine Potentialänderung erhält, während der andere Anschluß des Ladekondensators (5) über einen Widerstand (6) mit der Kippendröhre (7) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltvorrichtung eine nur bei den negativen Steuerimpulsen gesperrte Elektronenröhre (1) dient, deren Katode mit dem gegen Minuspotential liegenden Ladewiderstand (2), dem Ladekondensator (5) und dem Gitter einer Elektronenröhre (4) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer elektronischen Schaltvorrichtung die Anode der

Ausgangsröhre (14) dieser Schaltvorrichtung über eine Diode (16) mit dem gegen Null- oder Minuspotential liegenden Ladewiderstand (2), dem Ladekondensator (5) und über einen Kopplungskondensator (17) mit dem Gitter einer Elektronenröhre (4) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: B. Chance, V. Hughes, »Waveforms«, McGraw

Hill Book Co., New Qork, Toronto, London, 1949,

S. 36, 37 und 258, 267, 268;

»Electronics«, Dezember 1946, S. 136; »VDE-Fachberichte«, 1951, S. 231 bis 236.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen