DE1025935B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer stufenfoermigen Impulsfolge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum abwechselnden Auf- und Entladen eines Kondensators auf Spannungen entgegengesetzten Vorzeichens von einer Gleichspannungsquelle aus, um an diesem Kondensator block- oder stufenförmige Spannungen zu erzeugen. Die Schaltung nach der Erfindung ist insbesondere bei Elektronenstrahlröhren der Art verwendbar, die in der USA.-Patentschrift 2 692 532 beschrieben wurde. Elektronenstrahlröhren dieser Art besitzen zwischen der Elektronenstrahlquelle und dem Phosphorschirm oder Elektronenauffangschirm ein oder mehrere Gitter, die sich im allgemeinen in derselben Ebene wie der Schirm erstrecken. Jedes Gitter (wenn mehrere vorhanden sind) besitzt zwei Satz interliniierter, gegenseitig isolierter Leiter, die gewöhnlich in einer ebenen oder zylindrischen Oberfläche liegen. Wie in der obenerwähnten Patentschrift beschrieben wurde, gehören abwechselnde Leiter des Gitters zu den beiden isolierten Sätzen von Leitern, die das Gitter bilden. Durch das Anlegen von Potentialunterschieden zwischen den beiden Sätzen wird das Elektronenbündel, wo sich der Auftreffpunkt auf der Fläche des Gitters auch befinden möge, bei seinem Übergang zwischen dem Gitter und dem Schirm in einer Richtung abgelenkt, die gewöhnlich senkrecht zu den Gitterleitern steht. Bei einer Ausführungsform dieser Röhrenart besitzt der Schirm mehrere Phosphorstreifen, die beim Auftreffen von Elektronen in verschiedenen Farben aufleuchten. Diese Phosphorstreifen sind in einem sich wiederholenden Farbenzyklus angebracht, wobei die Streifen gewöhnlich parallel zu den Gitterleitern verlaufen. Die Vorrichtung ist derart, daß bei einem Potentialunterschied eines Vorzeichens und geeigneter Größe zwischen den beiden Sätzen von Gitterleitern das Elektronenbündel an Phosphorsteilen einer Farbe auftrifft, während bei entgegengesetztem Potentialunterschied die Phosphorstellen einer anderen Farbe getroffen werden und bei Abwesenheit eines Potentialunterschieds zwischen den beiden Leitersätzen Phosphorstellen mit einer dritten Farbe getroffen werden. Bei diesen Röhren wird das Gitter in Kombination mit einer leitenden Schicht auf derjenigen Seite des Phosphorrasters verwendet, die der Elektronenstrahlquelle zugekehrt ist, um eine beschleunigende und fokussierende Spannung zwischen dem Gitter und dem Schirm zu erzielen.

Um auf dem Schirm Daten in verschiedenen Farben wiederzugeben, müssen dem Gitter Schaltspannungen zugeführt werden, d. h., eine Reihe von Potentialunterschieden muß zwischen den beiden Sätzen von Gitterdrähten angelegt werden. Für bestimmte Arten der Wiedergabe erfolgt dies vorzugsweise mit Hilfe von stufenförmigen Spannungen, und die vorliegende Erfindung bezieht sich inbesondere auf eine Schaltung für eine solche Anwendung von Elektronenstrahlröhren.

Bei den Frequenzen, die bei den gegenwärtig ver-Schaltungs anordnung zur Erzeugung
einer stufenförmigen Impulsfolge

Anmelder:

Chromatic Television Laboratories, Inc., Emeryville, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. August 1955

Arthur Schlang, Long Island, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

wendeten Elektronenstrahlröhren der obenerwähnten Art angewendet werden, ist die Impedanz der Gitterstruktur an den Klemmen, mit denen die beiden Leitersätze verbunden sind, nahezu rein kapazitiv. Die Erfindung bezieht sich auf das Aussteuern dieser Kapazität, in der Weise, daß die Spannung zwischen den Klemmen und somit zwischen benachbarten Leitern der beiden interliniierten Leitersätze eine nahezu rechteckige Form hat. Die Erfindung schafft Mittel, durch die eine solche rechteckige Form, die Potentialunterschiede entgegengesetzten Vorzeichens und Intervalle mit einem Potentialunterschied gleich Null enthält, zwischen den beiden Sätzen von Gitterleitern von einer Gleichspannungsquelle aus gelegt werden kann.

Bei einer Schaltungsanordnung zum abwechselnden Auf-, Um- und Entladen eines Kondensators von einer Gleichspannungsquelle aus auf Spannungen mit entgegengesetztem Vorzeichen zur Erzeugung einer stufenförmigen Impulsfolge wird eine vorzügliche Wirkung, insbesondere eine hohe Flankensteilheit, erreicht, wenn gemäß der Erfindung die Schaltung vier elektronische Entladungsvorrichtungen enthält mit je einer Anode, einer Kathode und einem Steuergitter und diese Vorrichtungen als Zweige einer vierarmigen Brückenschaltung so angeordnet sind, daß die Anoden von zwei aufeinanderfolgenden Vorrichtungen und die Kathoden der beiden anderen Vorrichtungen miteinander leitend verbunden sind und an der Gleichspannungsquelle die beiden Verbindungspunkte der beiden Anoden bzw. Kathoden liegen und der Kondensator an die anderen beiden Verbindungspunkte der Brückenschaltung angeschlossen ist, und wenn beim abwechseln-

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den Anlegen positiver Signale an die Steuergitter der Vor- Signalspannung an Vl und V4, und ein Transformator 20 richtungen in einander diagonal gegenüberliegenden gestattet das Anlegen einer Signalspannung an die Paaren der erwähnte Kondensator mit abwechselnd ent- Röhren V2 und F3. Jeder Transformator besitzt zwei gegengesetztem Vorzeichen aufgeladen wird und beim Sekundärwicklungen, die je einen Gitter-Kathoden-Kreis gleichzeitigen Anlegen positiver Signale an die Steuergitter 5 einer der Röhren bilden. Die Sekundärwicklungen des sämtlicher Vorrichtungen der Kondensator entladen wird. Transformators 18 liegen in den Gitter-Kathoden-Kreisen Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher der Röhren Vl und P^r4, während die des Transformaerläutert, in denen Fig. 1 bis 4 Schaltschemas verschiede- tors 20 in den Gitter-Kathoden-Kreisen von V2 und VZ ner Ausführungsformen der Erfindung darstellen und eingeschaltet sind. Die Transformatoren werden über ihre Fig. 5 Spannungsformen darstellt, die beim Erklären der io Primärwicklungen von Spannungen geeigneter Form erErfindung nützlich sind. regt, um zwischen Gitter und Kathode der Röhren die In Fig. 1 ist die gegenseitige Kapazität der beiden gewünschten Steuerspannungsformen, vorzugsweise interliniierten Sätze von Gitterleitern bei einer Elektro- schmale Impulse zu erzielen. Die Vorzeichen müssen nenstrahlröhre der in der USA-Patentschrift 2 692 532 naturgemäß derart sein, daß die an die Transformatoren 18 beschriebenen Art schematisch mit C bezeichnet. Die 15 und 20 angelegten Signale zu positiven Spannungen an den Schaltung nach Fig. 1 ist zum Erzeugen einer block- Steuergittern der Röhren führen.

förmigen Spannung über C von einer Gleichspannungs- Wenn Vl und F4 eine hinreichend lange Zeit stromquelle 2 aus eingerichtet. Zu diesem Zweck liegt C leitend gemacht werden (diese Zeit kann in der Praxis zwischen zwei einander diagonal gegenüberliegenden sehr kurz sein), nehmen die Klemmen 4 und 6 die Poten-Klemmen oder Verbindungspunkten 4 und 6 der Zweige 20 tiale der Klemmen der Quelle 2 an, so daß die vollständige einer Brückenschaltung, deren andere, einander diagonal Speisespannung am Kondensator C auftritt. Umgekehrt gegenüberliegende Klemmen 8 und 10 leitend mit der wird, wenn das an den Transformator 18 gelegte Steuer-Quelle 2 verbunden sind. Zum Aufladen der Kapazität C signal die Stromleitung von Fl und F 4 auf eine kürzere mit Spannungen von abwechselnd entgegengesetztem Vor- Zeit beschränkt, die Spannung über C auf einen Teil der zeichen besitzt die Brückenschaltung vier Schalter in 35 Speisespannung beschränkt. Es kann für die Geschwindig-Form von Vakuumröhren Fl bis F4, einer in jedem keit des Aufladens günstig sein, eine Quelle 2 mit einer Brückenzweig. Jede Röhre enthält eine Anode, eine Ka- höheren Spannung anzubringen als die, welche über C thode und ein Steuergitter. Die Anoden der Röhren Fl gewünscht wird, und die Spannung, auf die C aufgeladen und V3 sind mit dem Verbindungspunkt 8 verbunden, wird, dadurch zu beschränken, daß die Zeit, während der der gleichzeitig mit der positiven Klemme der Quelle 2 30 C aufgeladen werden kann, beschränkt wird, angeschlossen ist, während die Kathoden der Röhren F2 Wenn C mit einer Spannung eines Vorzeichens durch und F4 mit dem Verbindungspunkt 10 verbunden sind, Leitung über das eine Röhrenpaar aufgeladen ist, wird der gleichzeitig mit der negativen Klemme der Quelle 2 die Rückkehr dieser Röhren in den gesperrten Zustand angeschlossen ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 (durch Entfernung des Signals am Transformator 18) bilden die Röhren an sich die vier Brückenarme, jedoch, 35 über C eine Ladung lassen, die sie behalten wird (mit wie aus nachher zu beschreibenden weiteren Ausführungs- Ausnahme von Entladung über die Ableitungswiderstände beispielen der Erfindung hervorgehen wird, können die des Kreises), bis die Röhren F2 und T*3 stromleitend Brückenzweige auch andere Impedanzelemente enthalten. werden. Wenn in oder nach dem Augenblick, in dem Fl Wenn die Röhren Fl und F 4 in einem einander gegen- und F4 in ihren gesperrten Zustand zurückkehren, V2 über angebrachten Brückenzweigenpaar leitend gemacht 40 und V3 durch die Zuführung eines Signals an den Transwerden, während die Röhren V2 und V3 im anderen formator 20 stromleitend werden, wird C schnell entladen einander gegenüberliegenden Brückenzweigenpaar über und dann mit entgegengesetztem Vorzeichen aufgeladen, ihre Steuergitter gesperrt gehalten werden, wird der Während der Entladungsphase des Vorgangs wird das Kondensator C mit einem Vorzeichen auf ein Potential Betriebspotential nämlich gleich dem Augenblickspotenaufgeladen, das nach einem bestimmten Zeitverlauf prak- 45 tial über C samt der Spannung der Quelle 2 sein. Wenn, tisch gleich der Spannung der Quelle 2 ist. Wenn statt wie üblich, ein Potentialunterschied gleich Null über C dessen die Röhren F2 und F3 stromleitend gemacht während einer Phase des vollständigen Schaltzyklus gewerden, während Fl und F4 gesperrt gehalten werden, wünscht wird, kann dies dadurch erreicht werden, daß wird die Spannung von C auf gleiche Weise nach einem die beiden Transformatoren 18 und 20 gleichzeitig gebestimniten Zeitverlauf praktisch gleich der Spannung 50 steuert werden, so daß sämtliche Röhren Fl bis P"4stromderQuelle2sein, jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen. leitend werden.

Zu den beiden Fällen lädt der Kondensator gemäß einer Es ist einleuchtend, daß es auch möglich ist, einige oder etwa exponentiellen Funktion auf. Wenn alle vier Röhren sämtliche Röhren mittels Parallelschaltungen von Widergleichzeitig stromleitend sind, wird das Potential von C ständen und Kapazitäten in den Gitter-Kathoden-Kreisen gleich. Null. 55 der Röhren statt mit Hilfe von Spannungsquellen mit Die Zeitintervalle, die notwendig sind, um die Spannung einer Vorspannung zu versehen. Um die Röhren gegen über C die Spannung der Quelle 2 erreichen zu lassen oder Übersteuerung im Falle von Störungen in den Steuernach dem NuUwert zurückkehren zu lassen, sind vom Signalen zu schützen, kann die getrennte Vorspannungs-Anodenwiderstand der Röhren und vom inneren Wider- quelle 16 für die Röhren F2 und F4 beibehalten werden, stand der Quelle 2 als auch von der Form der an die 60 während das Erzeugen der Vorspannungen bei den anGitter der Röhren gelegten Spannungen abhängig. Diese deren Röhren durch Parallelschaltungen von Widerstän-Intervalle können sehr kurz gewählt werden, nämlich von den und Kapazitäten erfolgen kann, der Größenordnung von wenigen Mikrosekunden. Es ist im allgemeinen erwünscht, daß die Zeit, die für Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 werden die einen Übergang von C von einer gewünschten Spannung Röhren Fl bis F4 über ihre Steuergitter durch getrennte 65 eines Vorzeichens auf eine gewünschte Spannung ent-Vorspannungsquellen gesperrt gehalten und in einander gegengesetzten Vorzeichens und/oder Nullspannungen gegenüberliegenden Paaren durch außen erzeugte Signale benötigt wird, sehr kurz ist. Dies kann dadurch erreicht stromleitend gemacht. Die Vorspannungsquellen sind mit werden, daß die Gitter der Röhren mit Signalen ausge-12 für Vl, mit 14 für F3 und mit 16 für F2 und F4 steuert werden, die sehr steile Vorderflanken besitzen, bezeichnet. Ein Transformator 18 dient zum Anlegen einer 70 mittels kleiner innerer Anodenwiderstände der Röhren,

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durch Beschränkung des inneren Widerstandes der Getrennte Vorspannungsquellen können überhaupt ver-Ouelle 2 und durch das Anlegen einer Klemmenspannung mieden werden, ohne die Röhren in eine Sperroszillatoran die Quelle 2, die höher ist als die maximale Spannung, schaltung aufzunehmen und ohne die Röhren der Gefahr auf die C aufgeladen werden muß. einer Übersteuerung auszusetzen, falls die Aussteuer-Zum Erzeugen stufenförmiger Spannungen mit einer 5 signale fehlen, mittels einer Schaltung, wie sie bei der stellen Vorderflanke und Hinterflanke sind verschiedene Vorrichtung nach Fig. 4 angewendet wird.
Schaltungen bekannt, die für die Gitter der Röhren Vl Fig. 4 stellt eine Ausführungsform dar, die mehrere bis F 4 verwendbar sind. Ein niedriger Anodenwiderstand Merkmale besitzt, die nicht bei den Ausführungsformen für die Röhren kann erzielt werden durch geeignete Wahl nach den Fig. 1 bis 3 vorhanden sind. In Fig. 4 sind die ihrer Kennlinien und insbesondere durch Aussteuerung i° Röhren Vl bis F4 in einer Brückenschaltung eingedieser Röhren mit starken Signalen einschließlich der schaltet ebenso wie bei den bereits beschriebenen AusSignale, die deren Gitter in den Bereich des Gitterstromes führungsformen. Vl und V3 sind als Pentoden und V2 steigern. Wenn jedoch die Gitter positiv ausgesteuert und F4 als zwei Triodenteile in einer gemeinsamen Hülle werden, so müssen die Steuerimpulse schmal sein, um zu dargestellt. Alle vier Röhren sind durch in ihren Gittergroße Gitterverluste in den Röhren zu vermeiden. 15 Kathoden-Kreisen liegende Widerstände 30 und Parallel-

Zur Erzielung der gewünschten starken Aussteuerung kondensatoren 32 mit einer Vorspannung versehen,
der Schaltröhrengitter erweist es sich bei einigen Anwen- Der abwechselnd mit entgegengesetztem Vorzeichen düngen als vorteilhaft, als Transformatoren 18 und 20 die aufzuladende Kondensator C besteht aus der Kapazität Transformatoren zweier Sperroszillatorkreise zu benutzen. zwischen den beiden Sätzen von Gitterdrähten, die sche-Zu diesem Zweck ist der Anoden-Gitter-Rückkopplungs- 20 matisch mit 114 und 116 bezeichnet sind, in einer Elektransformator jedes Kreises mit zwei zusätzlichen Wick- tronenstrahlröhre 100 der Art, wie sie in der USA.-Patentlungen versehen, die zwischen den Gittern und den Katho- schrift 2 692 532 beschrieben wurde. Diese Röhre besitzt den von zwei entgegengesetzten Schaltröhren in der Brük- eine Kathode 102, die durch einen Glühkörper 104 erhitzt kenschaltung der Erfindung liegen. wird, ein Steuergitter 106, erste und zweite Anoden 108 Auch können, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, die 25 und 110 und ein Schaltgitter, das mit 112 bezeichnet ist. Schaltröhren Vl bis F4 zum Funktionieren als außen Das Gitter besitzt die beiden Sätze von isolierten und gesteuerte Sperroszillatoren eingerichtet sein. In Fig. 2 interliniierten Leitern 114 und 116. Hinter dem Schaltgehören zu den Röhren Fl bis F4 Transformatoren TRl gitter liegt ein fluoreszierender Schirm 120. Die zweite bis TR4:. Jeder dieser Transformatoren besitzt eine Pri- Anode ist mit einer leitenden Schicht 118 auf der Innenmärwicklung 21 für den Eingang einer Triggerspannung 3° wand des konischen Teiles der Röhre verbunden. Die und zwei zusätzliche, induktiv gekoppelte Wicklungen 22 Elektrode 118 kann die Form eines Metallkonus in Röhren und 23, eine im Anodenkreis und die andere im Gitter- von Metallkonstruktion statt Glaskonstruktion einKathoden-Kreis der betreffenden Röhre. Die Verbindung nehmen.

der Wicklungen 22 und 23 ist derart, daß sie eine regene- Die Röhren Fl bis F4 werden von Spannungen ge-

rative Rückkopplung von der Anode zum Gitter wie bei 35 steuert, die von mit 46 und 48 bezeichneten Transforma-

einem Sperroszillator herbeiführt. Ein an die Wicklung toren herrühren. Jeder Transformator besitzt eine Primär-

21 gelegtes Signal geeigneten Vorzeichens tritt über die wicklung 50 und zwei Sekundärwicklungen 52 und 54.

Wicklung 23 auf und macht die Röhre stromleitend, und Beim Transformator 46 arbeiten die Wicklungen 52 und

die Rückkopplungswirkung zwischen den Wicklungen 22 54 derart, daß sie die Röhren Fl und F4 stromleitend

und 23 führt zu einem einen einzigen kurzen Impuls 40 machen, während beim Transformator 48 die Wicklun-

starken Anodenstrom, worauf die Röhre in ihren ge- gen 52 und 54 die Röhren F2 und F3 stromleitend

sperrten Zustand zurückkehrt und darin bleibt, bis ein machen.

neues Signal der zugeordneten Wicklung 21 zugeführt ist. Die Gleichspannungsquelle besteht aus der in der Figur Die Röhren haben getrennte Vorspannungsquellen 12,14, durch gestrichelte Linien dargestellten Vorrichtung 2, die 15 und 17, die solche Spannungen erzeugen, daß die 45 einen Gleichrichter 34 mit einem Ausgangsfilter bekannter Röhren nur stromleitend sind, wenn sie über ihre Trans- Art besitzt. Das Filter besitzt Reihenwiderstände 33 und formatoren geschaltet werden. Die Primärwicklungen von 35, Nebenschlußkondensatoren 37 und eine Kaskade von Transformatoren TRl, TRA, TR3 und TR2 können Spannungsstabilisatorröhren 36. Die positiven und negapaarweise miteinander verbunden werden in Reihe, tiven Klemmen der Quelle 2 sind mit 38 bzw. 40 bezeichparallel oder auf andere Weise, um die Röhren Vl, VA 50 net. Diese Speisequelleldemmen sind mit den Verbindungszusammen stromleitend zu machen bzw. die Röhren F2 punkten 8 und 10 der Brücke über zwei gleiche Wider- und F3 zusammen stromleitend zu machen. Bemerkt stände 42 und 44 leitend verbunden. Bei Störungen in den wird, daß in Fig. 2 der Kondensator C entweder zwischen von den Transformatoren 46 und 48 herrührenden x\usdie Kathoden von Fl und F3 oder zwischen die Anoden Steuersignalen an den Gittern der Röhren begrenzen diese von F2 und F4 geschaltet werden kann; das gleiche gilt 55 Widerstände den durch die Röhren geführten Strom auf für die Ausführungsformen nach Fig. 3. In den beiden einen sicheren Wert.

Fig. 2 und 3 sind die Anoden der Röhren Fl und F3 Daß zwei gleiche Widerstände angebracht sind, einer

durch die Wicklungen 22 ihrer Transformatoren von der in jeder Leitung der Quelle 2, dient zur Vermeidung von

Brückenverbindung 8 getrennt. Änderungen im mittleren Potential an der Oberfläche des

Eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung ist 60 Gitters 112 gegenüber den übrigen Elektroden der Elek-

in Fig. 3 dargestellt. Diese entspricht derjenigen nach tronenstrahlröhre während des Schaltzyklus. Während

Fig. 2, mit dem Unterschied, daß die Röhren Fl bis F4 ein einziger Widerstand, z. B. einer der Widerstände 42

als Sperroszillatoren geschaltet sind mit einer Vorspan- und 44, die Röhren der Brückenschaltung gegen Über-

nung, die durch Parallelschaltungen von je eines Wider- steuerung im Falle von Störungen des Schaltsignals am

Standes 24 und eines Kondensators 26 in ihren Gitter- 65 Ausgang der Transformatoren 46 und 48 schützen würde,

Kathoden-Kreisen herbeigeführt wird. Die Röhren können würde das Anbringen ungleicher Widerstände zwischen

daher als frei laufende Sperroszillatoren wirken, und die den Klemmen 8 und 10 der Brücke und den Klemmen

Wicklungen 21 ihrer Transformatoren dienen vielmehr der Speisequelle 2 zu einer Änderung des mittleren Poten-

für eine synchronisierende als eine schaltende Funk- tials während des Schaltzyklus in der Fläche des Gitters

tion. 70 führen; ζ. B. wenn der Widerstand 42 vorhanden und der

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Widerstand 44 abwesend wäre, würde beim Auf- und mittleren Potential der Ebene durch das Gitter 112 und Entladen des Gitters 112 auf Spannungen entgegenge- dem Potential des Mantels, gegenüber dem die anderen setzten Vorzeichens das mittlere Potential der Gitter- Elektroden der Röhre 100 ein konstantes Spannungsfläche gleich einer Spannung sein, die in der Mitte zwischen verhältnis aufweisen. Die mittlere Spannung in der Ebene den an den Klemmen 38 und 40 auftretenden Spannungen 5 durch das Gitter 112 muß auf negative Werte gegenüber liegt. derjenigen des Mantels beschränkt werden. Zu diesem

Dies würde auch gelten, wenn die Gitterkapazität C Zweck sind die Widerstände 70 und 72 derart bemessen, dadurch auf eine niedrigere Spannung begrenzt werden daß, in Anbetracht des Spannungsabfalls in den Widerwürde, daß die Zeiten, während denen die Röhren durch ständen 33 und 35, die Spannung am unteren Ende des die Transformatoren 46 und 48 stromleitend sein können, io Widerstandes 70, die mittels der Anzapfung 74 abgekürzer gewählt werden. Also sogar bei ungleichen Wider- nommen werden kann, die Spannung der Klemme 40 in ständen in den beiden Leitungen von der Brücke zur einem Maß überschreitet, das wenigstens gleich der Quelle des Aufladestromes ist das mittlere Potential an der Hälfte des Potentialunterschieds zwischen den Klemmen Gitterfläche gleichmäßig gegenüber den übrigen Elektro- 38 und 40 ist. Der Spannungsunterschied zwischen dem den der Elektronenstrahlröhre für die beiden Auflade- *5 Mantel und der Gitterfläche beträgt in der Praxis etwa phasen des Schaltzyldus, vorausgesetzt, daß, wie es im 200 bis 600 Volt.

allgemeinen der Fall ist, ein konstantes Spannungsver- Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 stellt gleichzeitig

hältnis zwischen einem Punkt in der Ouelle 2 und den Schaltungen dar, die zum Aussteuern der Schaltröhren Vl anderen Elektroden der Röhre 100 vorliegt. Wenn man bis F 4 geeignet sind. Diese Schaltungen werden an Hand aber keine Spannung an den beiden Gitterhälften wünscht, 20 von Fig. 5 näher erläutert. In Fig. 5 stellt B eine mäandeiso sind alle vier Röhren Vl bis F4 gleichzeitig strom- förmige Spannung dar, die von nicht dargestellten leitend und entladen das Gitter. Wenn also die Wider- Mitteln erzeugt wird und von der angenommen wird, daß stände zwischen den Verbindungspunkten 8 und 38 und sie an einer Eingangsklemme 200 des Steuerspannungszwischen den Verbindungspunkten 10 und 40 verschieden generators auftritt, der im ganzen durch die gestrichelte sind, wird während der Entladungszeit die mittlere Span- 25 Linie 202 dargestellt ist. In Fig. 5 sind nur die Wechselnung der Gitterfläche von der Hälfte der von der Ouelle 2 Stromkomponenten der Spannungen dargestellt, und man gelieferten Spannung abweichen und diese daher gegen- hat nicht versucht, die richtigen gegenseitigen Amplituden über den anderen Elementen der Röhre 100 verschieben. der verschiedenen Spannungen wiederzugeben. Außerdem Diese Differenz im Widerstand wird daher zur Modulation sind die Auflade- und Entladezeiten der Spannungen an des mittleren Potentials in der Gitterfläche 112 gegenüber 30 den Steuergittern der Röhren und der resultierenden der Elektronenstrahlquelle in der Röhre 100 führen. Dies Spannungen der Kapazität C des Schaltgitters der Elekbewirkt eine geringe Änderung in der Ablenkempfindlich- tronenstrahlröhre verschwindend klein gewählt gegenüber keit der Röhre, d. h. im Vermögen, die Elektronen der den Zeitintervallen des dargestellten Schaltzyklus, in Elektronenstrahlröhre auf Grund von Spannungsunter- denen die Kapazität abwechselnd in einem Vorzeichen schieden zwischen den beiden Gitterhälften 114 und 116 35 aufgeladen wird, darauf entladen und in entgegengenach Stellen irgendeiner Farbe auf dem Schirm 120 abzu- setztem Vorzeichen aufgeladen wird. Bei diesen Spanlenken, so daß unrichtige Farben entstehen können. Wenn nungen darf also angenommen werden, daß der Kondenalso ein Widerstand in Reihe mit der Brückenschaltung sator C mit den beiden Vorzeichen auf die vollständige und der Speisequelle liegt, muß er auch in die beiden Spannung, wozu die Gleichspannungsquelle in der Lage Leitungen zwischen der Brückenschaltung und den posi- 40 ist, aufgeladen wird. Die Spannung B hat eine Grundtiven und negativen Klemmen der Speisequelle aufge- frequenz, deren Periode 2t beträgt, wobei / das Zeitinternommen werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. vall zwischen zwei benachbarten senkrechten Linien in

Die Strombegrenzungswiderstände 42 und 44 haben die Fig. SB ist. Die Spannung B kann mit bekannten Mitteln Neigung zur Vergrößerung der Auf-und Entladungszeiten, erzeugt werden, z.B. mit Hilfe eines bistabilen Multidie für die Spannung der Kapazität C des Gitters 112 45 vibrators, der von einer in Fig. 5 A dargestellten Impulsnotwendig sind, um einen gewünschten Wert zu erreichen, reihe gesteuert wird. Die Spannungsform B wird in einer aber dies kann dadurch ausgeglichen werden, wie bereits Differentierschaltung differentiiert, die einen Kondenbemerkt wurde, daß die Spannung der Speisequelle größer sator 204 und einen Widerstand 206 enthält, und die als die maximale an der Kapazität auftretende Spannung differentiierte Spannung, die bei C wiedergegeben ist, gewählt wird und/oder die Röhren Vl bis F 4 zu größeren 50 wird an einen bistabilen Multivibrator gelegt, der aus Anodenströmen ausgesteuert werden. Trioden V201A und V201B besteht. Die resultierenden

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die Ouelle 2 Spannungen an den Anoden dieser Röhren sind in den zum Liefern einer gewünschten Spannungsdifferenz Fig. 5 D bzw. 5 E dargestellt. Diese Spannungen werden zwischen dem mittleren Potential an der Gitterfläche 112 an die Steuergitter von Trioden F202/1 bzw. V203A und der Spannung am Röhrenmantel 118 benutzt. Der 55 gelegt, die je einen Teil einer Addiervorrichtung bilden, Mantel hat eine positive Spannung gegenüber dem die in einem Falle die Röhren V 2102 A und F202.B und mittleren Potential des Gitters zwecks Entfernung von im anderen Falle die Röhren F203..4 und F203B besitzt. Sekundärelektronen, die beim Auf treffen des Elektronen- Die Spannung B wird Steuergittern der Röhren V 202 B Strahlbündels auf den Gitterleitern auftreten. Wenn diese und F203.B dieser Addiervorrichtungen zugeführt. Die Elektronen nicht entfernt werden sollten, so würden sie 60 am Ausgang der Addiervorrichtung 1*202.4 - F 2031? infolge der zwischen dem Gitter als Ganzes und dem auftretende Spannung ist in Fig. 5 F und die entspre-Schirml20 angelegten Beschleunigungsspannung nach chende Spannung an der Anode von V 203 A - V 202 B diesem Schirm gezogen werden, und beim Auftreffen auf ist in Fig. 5 G dargestellt. Die Spannungen F und G sind dem Schirm würden sie infolge ihrer beliebigen Verteilung rechteckförmige Spannungen, deren Grundfrequenzkorndie auf dem Schirm wiedergegebenen Farben ungesättigt 65 ponente eine Periode At hat, und die Komponente nach machen. Zur Erzielung einer solchen Spannung sind G ist um 180° phasenverschoben gegenüber der entWiderstände 70 und 72 über den Ausgang des Gleich- sprechenden Komponente von F.

richters 34 geschaltet, und eine Anzapfung 74 verbindet F 2044 und F20423 bilden Begrenzungsschaltungen,

einen Punkt des Widerstandes 70 mit dem Mantel 118. die den Niederspannungsteil der an den parallelen Anoden Diese Verbindung bewirkt eine Beziehung zwischen dem 70 von V202A - F202.Bund V203A - F2035 auftretenden

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Spannungen begrenzen, um kleine Unterschiede in diesen die von den blockförmigen Signalen H und / erzeugt

Anodenspannungen, die auf Differenzen in den beiden werden.

Addiervorrichtungen zurückzuführen sind, zu beseitigen. Naturgemäß können Spannungen anderer Form an der

Die Begrenzer sind gleichzeitig einstellbar zum Fest- Gitterkapazität C erzeugt werden. Die Impulsreihen M

legen der Amplituden der Spannungen F und G, welche 5 und N resultieren z. B. in einer stufenförmigen Spannung,

von ihnen nach den Gittern der Röhren V205 A und wie sie in Fig. 5 O dargestellt ist.

V206A durchgelassen werden. Die Erfindung ermöglicht auf verschiedene Weise eine Doppeltrioden V205A-V205B und V2Q6A-V20QB, Steuerung der Amplitude der am Kondensator C erzeugten die in Fig. 4 dargestellt sind, die eine im Steuerkanal des Spannungen. Einige von diesen wurden bereits erwähnt. Transformators 46 und die andere im Steuerkanal des io So kann die endgültige Aufladegeschwindigkeit des Transformators 48, sind vorgesehen zur Entfernung der Kondensators C in Kombination mit Steuerimpulsen Gleichstromkomponente des durch die Primärwicklungen geeignet gewählter Dauer zum Steuern der Aufladung SO der Transformatoren fließenden Stromes. Obzwar auf Pegel benutzt werden, die niedriger als die der Quelle andere Verfahren zum Verhüten einer Transformator- liegen, wobei eine effektive Steuerung aufrechterhalten Sättigung durch Gleichstrom verwendbar sind, ist das 15 wird durch Steuerung der Dauer der Impulse bei einer dargestellte Verfahren in denjenigen Ausführungsbei- konstanten Spannung der Speisequelle, und umgekehrt, spielen nach der Erfindung erwünscht, bei denen ein Die Amplitude der blockförmigen Spannungen am Niederfrequenzschaltzyklus auftritt, da Kondensatoren Kondensator C kann nach der Erfindung auch durch zu diesem Zweck unbequem groß sein müßten. Regelung der Vorspannung der in den Zweigen der Zum Entfernen der Gleichstromkomponente der Span- 20 Brückenschaltung liegenden Röhren geändert werden, nungen F und G in den Primärwicklungen 50 der Trans- Diese Röhren brauchen keine Vorspannung, um gesperrt formatoren werden die Spannungen F und G in unge- zu werden. Mit Ausnahme vielleicht im Falle von Röhren, filterter Form an die Röhren V205A und V206A gelegt. die als Sperroszillatoren geschaltet sind, dürfen ein oder Bevor sie den Röhren V205B und V206B zugeführt die beiden Paare auf niedrigen Pegeln zwischen den anwerden, werden die Spannungen auf ihre Mittel- oder 25 gelegten Steuersignalen stromleitend werden. Im Falle Gleichstromwerte in Widerstands-Kapazitätsfilterkreisen einer festen Vorspannung erfolgt die Steuerung der Vorherabgesetzt, die mit 208 und 210 bezeichnet sind. Die spannung naturgemäß durch Änderung des Wertes der Röhren V2Q5A-V2Q5B und F2064-F206.B werden über Vorspannungsquelle. Bei Ausführungsformen, bei denen die Kathode belastet; die Primärwicklung des Trans- eine selbsterregte Vorspannung benutzt wird, können die formators 46 ist mit den Kathoden der Röhren V205A- 30 Vorspannungspegel durch Änderung der Amplituden der F 205 2? verbunden, und die Primärwicklung des Trans- Steuersignale gesteuert werden. Diese sämtlichen Verformators 48 ist mit den Kathoden von F206^4-F206 B fahren können zum Erzeugen asymmetrischer Spanverbunden. Da nur die Gleichstromkomponente von F an nungen am Kondensator C benutzt werden, also z. B. der Kathode von F 205 Z? auftritt, tritt nur die Wechsel- eine Spannung des einen Vorzeichens hat eine größere stromkomponente an der Primärwicklung des Trans- 35 Amplitude als die Spannung mit entgegengesetztem Vorformators46 auf; dies ist auch der Fall für G und den zeichen. So können die Impulse, die zum Steuern des Transformator 48. Bei geeigneter Wahl des Wickelsinnes einen Röhrenpaares benutzt werden, von längerer Dauer der Wicklungen der Transformatoren können die Span- gewählt werden als diejenige des anderen Röhrenpaares, nungen F und G der Sekundärwicklungen den Trans- Auch können die Vorspannungspegel in den beiden formatoren 46 und 48 entnommen werden und zwischen 40 Röhrenpaaren verschieden gewählt werden durch Bedem Gitter und der Kathode der zu diesen Sekundär- nutzung eines der oben beschriebenen Verfahren zum wicklungen gehörigen Schaltröhren mit umgekehrtem Steuern des Vorspannungspegels. Zum Beispiel bei der Vorzeichen auftreten, wie es in den Fig. 5 H und 51 dar- Ausführungsform nach Fig. 4 kann eine asymmetrische gestellt ist. Diese den Röhren Fl, F4 bzw. F2, V3 zu- blockförmige Spannung an den beiden Hälften des Elekgeführten Spannungen bewirken am Kondensator C des 45 tronenstrahlröhrengitters 112 dadurch erzielt werden, daß Gitters 112 in der Elektronenstrahlröhre 100 eine Span- die Amplituden der den beiden Röhrenpaaren Fl, F4 nung, wie sie in Fig. 5 mit / bezeichnet ist. und F2, V3 zugeführten Steuersignale verschieden ge-Die Brückenschaltungen nach der Erfindung, ein- wählt werden, was in verschiedenen Vorspannungen an schließlich der Ausführungsform nach Fig. 4, können diesen beiden Röhrenpaaren resultiert. Eine Regelungsjedoch auch mit Impulsen statt mit blockförmigen Span- 50 möglichkeit der Amplitude der Steuersignale ist durch die nungen gesteuert werden. Es ist im allgemeinen nicht Potentiometer 212 und 214 in den Anodenkreisen der erforderlich ,die Stromleitung in den beiden Paaren Schalt- Begrenzungsröhren F204.4 und F20423 vorhanden. Von röhren während der ganzen Aufladephase des Schalt- den Anodenkreisen dieser Röhren dienen die zusätzlichen zyldus oder in allen vier Schaltröhren während der ganzen Potentiometer 216 und 218, die als Regelwiderstände Entladephase des Schaltzyklus aufrechtzuerhalten. Die 55 geschaltet sind, zur Erzielung eines minimalen Begren-Steuerimpulse müssen nur eine hinreichende Zeitdauer zungspegels, bei dem Änderungen in den Ausgangshaben im Verhältnis zu den Anodenströmen, die diese spannungen der Addiervorrichtungen F202 4-F20223 Impulse in den Schaltröhren erzeugen, um das Aufladen und F203J.-F20323 gesperrt werden. Innerhalb weiter der Kapazität auf den gewünschten Pegel und deren Grenzen, ungeachtet des Vorspannungspegels der Röhren Entladung zu ermöglichen; wenn die Spannung der Speise- 60 in der Brückenschaltung als Funktion der Amplitude der quelle höher gewählt wird als die maximale an der Kapa- angelegten Steuersignale, werden diese Signale die Röhren zität C gewünschte Spannung, wird es im allgemeinen auf praktisch eine Vorspannung gleich Null bringen und sogar notwendig sein, kürzere Impulse als die Auflade- während des Auftretens der Steuersignale völlig stromphasen des Schaltzyklus zu verwenden. Im allgemeinen leitend machen. Jedoch infolge der Vorspannungspegel sind Impulse gegenüber Blockspannungen vorzuziehen, 65 können die Röhren während der Intervalle zwischen den um die erforderliche Steuerenergie gering zu halten. Die Steuersignalen völlig gesperrt oder halbleitend gemacht Fig. 5 K und 5 L stellen Impulsreihen dar, die an die werden. Offensichtlich wird eine geringe Stromleitung in beiden Röhrenpaare der Brückenschaltung nach der Er- einem Röhrenpaar im Gegensatz zum Sperren die Gefindung angelegt werden können, um eine Ausgangs- schwindigkeit herabsetzen, mit der das andere Röhrenspannung / zu erzeugen, die gleich derjenigen ist, 70 paar den Kondensator C aufladen wird.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die Spannung zum Aufladen des Kondensators C auf eine Spannung mit dem einen Vorzeichen größer zu wählen als zum Aufladen auf eine Spannung mit entgegengesetztem Vorzeichen. So kann z. B. ein Paar in Reihe geschalteter Potentiometer über die Spannungsquelle geschaltet werden mit der Anzapfung des einen Potentiometers nach der Anode der Röhre Vl und der Anzapfung des anderen Potentiometers nach der Kathode der in der Brücke gegenüberliegenden Röhre F 4, die gleichzeitig mit Vl stromleitend gemacht wird, also eine Aufladestrecke für den Kondensator C bildet. Wenn die Anzapfungen der beiden Potentiometer durch gleiche Spannungsänderungen in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, z. B. mittels einer geeigneten Regelvor- *5 richtung, die eine nach höheren Spannungen, die andere nach niedrigeren Spannungen, so kann die effektive Speisespannung für die Röhren Vl und V4 erhöht oder erniedrigt werden, z. B. ab einem Mittelwert an den Mittelpunkten dieser Potentiometer. In diesem Falle wird ao die verfügbare Spannung an der Gitterfläche, die in einer Aufladung über Vl und F 4 resultiert, mitten zwischen den an den Klemmen der Speisequelle auftretenden Spannungen liegen. Gegebenenfalls kann das andere Röhrenpaar auf ähnliche Weise in Reihe mit der Spannungsquelle über ein ähnliches Potentiometerpaar mit den Anzapfungen zu den Röhren Vl und V 2 gehörigen Potentiometer verbunden werden, die miteinander gekoppelt sind, während die zu den Röhren V 3 und V 4 gehörigen Potentiometer gleichfalls miteinander gekoppelt sind. Mit den auf diese Weise gekoppelten vier Potentiometern würde eine Abnahme der an der Reihenschaltung von Vl, C und F4 auftretenden effektiven Speisespannung mit einer Zunahme der an der Reihenschaltung von VS, C und V2 auftretenden effektiven Speisespannung einhergehen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum abwechselnden Auf-, Um- und Entladen eines Kondensators von einer Gleichspannungsquelle aus auf Spannungen mit entgegengesetztem Vorzeichen zur Erzeugung einer stufenförmigen Impulsfolge, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung vier elektronische Entladungsvorrichtungen enthält mit je einer Anode, einer Kathode und einem Steuergitter und daß diese Vorrichtungen als Zweige einer vierarmigen Brückenschaltung so angeordnet sind, daß die Anoden von zwei aufeinanderfolgenden Vorrichtungen (Vl, VS) und die Kathoden der beiden anderen Vorrichtungen (V2, F 4) miteinander leitend verbunden sind und an der Gleichspannungsquelle die beiden Verbindungspunkte der beiden Anoden bzw. Kathoden liegen und der Kondensator an die anderen beiden Verbindungspunkte der Brückenschaltung (4,6) angeschlossen ist, und daß beim abwechselnden Anlegen positiver Signale an die Steuergitter der Vorrichtungen in einander diagonal gegenüberliegenden Paaren der erwähnte Kondensator mit abwechselnd entgegengesetztem Vorzeichen aufgeladen wird und beim gleichzeitigen Anlegen positiver Signale an die Steuergitter sämtlicher Vorrichtungen der Kondensator entladen wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Vorrichtungen eine solche Vorspannung besitzen, daß bei dieser Spannung die Anodenströme, praktisch unterdrückt sind.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Vorrichtungen im Gitter-Kathoden-Kreis die Parallelschaltung eines Widerstandes und einer Kapazität enthält.

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klemme der Gleichspannungsquelle mit einem Verbindungspunkt der Brückenschaltung über einen Widerstand verbunden ist, wobei die beiden Widerstände einander praktisch gleich sind.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der erwähnten Vorrichtungen als Sperroszillator ausgebildet ist.

6. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zwei Transformatoren besitzt, je mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen, wobei jede Sekundärwicklung im Gitter-Kathoden-Kreis einer der Vorrichtungen liegt, daß die beiden Sekundärwicklungen eines der Transformatoren in den Gitter-Kathoden-Kreisen der Vorrichtungen in zwei nicht angrenzenden Zweigen der erwähnten Brückenschaltung liegen und daß die Sekundärwicklungen des anderen Transformators in den Gitter-Kathoden-Kreisen der anderen zwei Vorrichtungen liegen, wobei abwechselnd Signale an jeder der Primärwicklungen getrennt zugeführt werden zum Aufladen des Kondensators mit abwechselnd entgegengesetztem Vorzeichen und Signale an den beiden Primärwicklungen gleichzeitig zum Entladen des Kondensators zugeführt werden.

7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Kondensator von zwei Sätzen gegenseitig isolierter, interliniierter Leiter gebildet wird, die das Schaltgitter einer Farbenwiedergaberöhre der Art bilden, bei der ein solches Schaltgitter zwischen der Elektronenstrahlquelle und dem Bildschirm vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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