DE1115291B

DE1115291B - Electric pulse and wave generator

Info

Publication number: DE1115291B
Application number: DES52944A
Authority: DE
Inventors: Ronald Mudie
Original assignee: Servomex Controls Ltd
Current assignee: Servomex Controls Ltd
Priority date: 1956-04-03
Filing date: 1957-03-29
Publication date: 1961-10-19

Description

Elektrischer Impuls- und Wellengenerator Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung, die einen Impulsgenerator unter Verwendung eines in Serie mit einem Schmitt-Kippkreis geschalteten Miller-Integrators enthält und zur Erzeugung von einzelnen oder fortlaufenden Recht-, Dreieck- oder Sägezahnschwingungen sowie von positiven oder negativen Sprungspannungen bzw. linearen einmaligen Spannungsänderungen dient. Das Ziel einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Schaffung eines Wellengenerators, dessen Ausgangsspannung symmetrisch gegenüber Erde oder einem anderen gemeinsamen Festpotential für solche Wellen pendelt.Electrical pulse and wave generator is the object of the invention the creation of circuitry using a pulse generator a Miller integrator connected in series with a Schmitt flip-flop circuit and for generating single or continuous right, triangle or sawtooth vibrations as well as positive or negative jump voltages or linear one-off voltage changes serves. The aim of a particular embodiment of the invention is to provide a wave generator whose output voltage is symmetrical with respect to earth or another common fixed potential for such waves commutes.

Gemäß der Erfindung ist die Schaltanordnung so getroffen, daß der verwendete Miller-Integrator in an sich bekannter Weise mehrere Verstärkerstufen enthält und daß von einer Verstärkerstufe mit Ausnahme der Endstufe Rückkopplungsimpulse abgeleitet werden, welche als Auslöseimpulse des Schmitt-Kippkreises dienen, und daß eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, durch deren Betätigung wahlweise die verschiedenen Impulsformen erzielt werden.According to the invention, the switching arrangement is made so that the Miller integrator used several amplifier stages in a manner known per se contains and that from an amplifier stage with the exception of the output stage feedback pulses can be derived, which serve as trigger pulses of the Schmitt tilting circuit, and that a switching device is provided, by actuating either the different pulse shapes can be achieved.

Der Schmitt-Kippkreis ist eine bekannte Schaltung mit primären und sekundären Röhren, die eine gemeinsame Kathodenbelastung aufweisen. Die primäre Röhre hat dabei eine Anodenbelastung sowie eine angezapfte Impedanz, die parallel zur primären Röhre und zur gemeinsamen Kathodenbelastung liegt, während das Steuergitter der sekundären Röhre an den Anzapfungspunkt der erwähnten angezapften Impedanz angeschlossen ist. Obwohl der Schmitt-Kippkreis in »Journal of Scientific Instruments«, 1938, Nr. 15, S.24, ursprünglich für zwei Trioden beschrieben wurde, soll dieser Fachausdruck im vorliegenden Fall auch für eine Kombination von Mehrelektrodenröhren gelten.The Schmitt flip-flop circuit is a well-known circuit with primary and secondary tubes that share a common cathode load. The primary The tube has an anode load as well as a tapped impedance that is parallel to the primary tube and to the common cathode load, while the control grid of the secondary tube is connected to the tapping point of the aforementioned tapped impedance is. Although the Schmitt-Kippkreis in "Journal of Scientific Instruments", 1938, No. 15, p.24, was originally described for two triodes, this technical term is intended in the present case also apply to a combination of multi-electrode tubes.

Der Miller-Integrator ist ebenfalls eine bekannte Schaltanordnung, die als wesentliche Teile einen Widerstand und eine integrierende Kapazität enthält; wobei die integrierende Kapazität an einen Verstärker angeschlossen ist.The Miller integrator is also a well-known circuit arrangement, which contains a resistor and an integrating capacitance as essential parts; wherein the integrating capacitance is connected to an amplifier.

Es .ist schon vorgeschlagen worden, einen Schmitt-Kippkreis mit einem Miller-Integrator zu kombinieren, um damit sägezahnförmige Schwingungen zu erzeugen. Hierbei konnte der Miller-Integrator aber nur für den Vorwärtshub der Wellen wirksam werden, während für den Rückwärtshub bzw. den Rücklauf der Weilen eine einfache Entladungsstrecke einer Röhre diente. Auch fehlte es in dem vorgeschlagenen Fall insbesondere an einem mehrstufigen Verstärker mit einer Rückkopplung aus einer der Verstärkerstufen mit Ausnahme der Endstufe. Durch die Erfindung wird die Erzeugung von Impulsspannungen wesentlich -verbessert. Während bei den bekannten Miller-Schaltungen die Arbeitsweise mit einem Sprung bzw. einer Stufe einsetzt, wird dies bei der Erfindung vermieden und statt dessen ein genau linearer Anstieg erzielt. Ferner wird die in bekannten Fällen auftretende Neigung zu Krümmungen des Aufwärtsspannungsverlaufs sowie zu exponentiellem Rücklauf weitestgehend vermieden. Ferner treten die im bekannten Fall störenden Unsicherheiten in bezug auf die Höchst- und Mindestwerte der Spannungsimpulse bei der Erfindung ebenfalls nicht auf.A Schmitt tilting circle with a Combine Miller integrator in order to generate sawtooth-shaped vibrations. Here, however, the Miller integrator could only be effective for the forward stroke of the shafts are, while for the backward stroke or the return of the while a simple one Discharge path of a tube was used. It was also absent in the proposed case especially on a multi-stage amplifier with feedback from one of the Amplifier stages with the exception of the final stage. Through the invention, the generation of pulse voltages significantly improved. While with the well-known Miller circuits the mode of operation starts with a jump or a step, this is the case with the invention avoided and instead achieved a precisely linear increase. Furthermore, the in known cases occurring tendency to curvatures of the upward voltage curve as well as an exponential return largely avoided. Also occur in the known Case of disturbing uncertainties with regard to the maximum and minimum values of the voltage pulses in the invention also does not occur.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren noch näher erläutert, von denen Fig. 1 ein Gesamtschaltschema, Fig. 2 bis 4 eine systematische Übersicht von durch die Schaltung nach Fig. 1 erzielbaren Spannungsimpulsen bzw. Wellenzügen an verschiedenen Punkten der Schaltung darstellen.The invention is explained in more detail with reference to the figures, of which 1 shows an overall circuit diagram, FIGS. 2 to 4 show a systematic overview of through the circuit of FIG. 1 achievable voltage pulses or wave trains at different Represent points of the circuit.

Gemäß der Schaltung nach Fig. 1 ist ein Zweiwegeschalter 1 mit einem beweglichen Kontakt 1 a und festen Kontakten 1 b und 1 c vorgesehen von denen einer, l b, bei 3 an eine positive Spannungsquelle und der andere, l c, bei 4 an eine negative Spannungsquelle angeschlossen ist. Ein Zweiwegeschalter 2 besitzt einen beweglichen Kontakt 2 a und feste Kontakte 2 b, 2 c, die sinngemäß an Kontakt 1 a und eine Rückkopplungsleitung 5 angeschlossen sind.According to the circuit of FIG. 1, a two-way switch 1 with a movable contact 1 a and fixed contacts 1 b and 1 c is provided of which one, lb, at 3 to a positive voltage source and the other, lc, at 4 to a negative voltage source connected. A two-way switch 2 has a movable contact 2 a and fixed contacts 2 b, 2 c, which are connected analogously to contact 1 a and a feedback line 5.

Zwei Pentodenröhren 6, 7 sind als Schmitt-Kippkreis geschaltet, der eine gemeinsame Kathodenbelastung 8 besitzt, die bei 9 an den negativen Pol einer 350-Volt-Speisespannung angeschlossen ist. Beide Röhren 6 und 7 liegen mit ihren Schirmgittern an Erde, während die Fanggitter an die entsprechende Kathode angeschlossen sind. Zur Vereinfachung ist diese Verbindung in der Zeichnung bei jeder Pentode weggelassen. Die Anode der Röhre 6 liegt über einen Anodenbelastungswiderstand 10 an dem positiven Pol 11 einer 300-Volt-Speisespannung. Eine angezapfte Impedanz mit in Reihenschaltung befindlichen Widerständen 12, 13 liegt parallel zur Röhre 6 und dem gemeinsamen Kathodenwiderstand 8, während das Steuergitter der Röhre 7 an die Anzapfung angeschlossen ist. Widerstand 12 ist durch eine Kapazität 14 überbrückt.Two pentode tubes 6, 7 are connected as a Schmitt flip-flop circuit, the has a common cathode load 8, which at 9 to the negative pole of a 350 volt supply voltage is connected. Both tubes 6 and 7 are with their Screen grids to earth, while the catch grids are connected to the appropriate cathode are. For the sake of simplicity, this connection is in the drawing for each pentode omitted. The anode of the tube 6 is connected to an anode load resistor 10 at the positive pole 11 of a 300 volt supply voltage. A tapped impedance with resistors 12, 13 connected in series is parallel to the tube 6 and the common cathode resistor 8, while the control grid of the tube 7 is connected to the tap. Resistor 12 is bridged by a capacitance 14.

Die Anode der Röhre 6 ist an zwei Dioden 15, 16 angeschlossen. Die Kathode der Diode 15 liegt an der Anode der Röhre 6 und ihre Anode am negativen Ende 17 einer 75-Volt-Speisespannung. Die Anode der Diode 16 ist mit der Anode der Röhre 6 verbunden, während ihre Kathode an den positiven Pol 18 einer 75-Volt-Speisespannung angelegt ist.The anode of the tube 6 is connected to two diodes 15, 16. The cathode of the diode 15 is connected to the anode of the tube 6 and its anode is connected to the negative end 17 of a 75 volt supply voltage. The anode of the diode 16 is connected to the anode of the tube 6, while its cathode is connected to the positive pole 18 of a 75 volt supply voltage.

Die Anode der Röhre 7 ist über einen Widerstand 19 an den positiven Pol 20 einer 300-Volt-Speisespannung angeschlossen. Die Anode der Röhre 7 liegt ähnlich wie die der Röhre 6 an zwei Dioden 21, 22, die in Gegen-Parallelschaltung angeschlossen sind und deren Anoden und Kathoden sinngemäß an die negativen und positiven Pole 23, 24 (je) einer 75-Volt-Speisespannung angelegt sind.The anode of the tube 7 is connected to the positive via a resistor 19 Pole 20 connected to a 300 volt supply voltage. The anode of the tube 7 is located similar to that of the tube 6 on two diodes 21, 22, which are connected in counter-parallel are connected and their anodes and cathodes analogously to the negative and positive poles 23, 24 (each) of a 75-volt supply voltage are applied.

Eine Reihenkombination des Widerstandes 25, Potentiometers 26 und Widerstandes 27 ist zwischen die Anode der Röhre 7 und Erde gelegt.A series combination of resistor 25, potentiometer 26 and Resistor 27 is placed between the anode of tube 7 and earth.

Die veränderliche Anzapfung des Potentiometers 26 ist über die Reihenkombination eines festen Widerstandes 28 und eines veränderlichen Widerstandes 29 an das Steuergitter der Pentodenröhre 30 angeschlossen. Der veränderliche Widerstand 29 besitzt Dekadenstufen und liegt mit seinen Enden an den Kontaktarmen 31a, 32a von zwei miteinander gekuppelten Dreiwegeschaltern 31, 32. Die festen Kontakte 31 b, 32 b sind anschlußlos, und eine Diode 33 ist in jeweils umgekehrtem Durchlaßsinn an die Kontakte 31 c, 32 c und Kontakte 31 d und 32 d angeschlossen. Das Gitter der Röhre 30 liegt außerdem noch an einem Pol eines veränderlichen Integrationskondensators 34, dessen anderer Pol an die Anode der Pentodenröhre 35 angeschlossen ist. Der Integrationskondensator 34 ist ebenfalls in Dekadenstufen veränderlich.The variable tapping of the potentiometer 26 is via the series combination a fixed resistor 28 and a variable resistor 29 to the control grid the pentode tube 30 connected. The variable resistor 29 has decade levels and lies with its ends on the contact arms 31a, 32a of two coupled together Three-way switches 31, 32. The fixed contacts 31 b, 32 b are connectionless, and one Diode 33 is in the opposite direction to the contacts 31 c, 32 c and Contacts 31 d and 32 d connected. The grid of the tube 30 is also still in place at one pole of a variable integration capacitor 34, the other pole of which is connected to the anode of the pentode tube 35. The integration capacitor 34 is also variable in decade steps.

Das Schirmgitter der Röhre 30 liegt am Verbindungspunkt der zwei Widerstände 36; 37, die zwischen dem positiven Pol 38 einer 300-Volt-Speisespannung und Erde angeschlossen sind. Eine Kapazität 39 liegt parallel zum Widerstand 37 zwischen Schirmgitter und Erde.The screen grid of the tube 30 is at the junction of the two resistors 36; 37 connected between the positive pole 38 of a 300 volt supply voltage and earth are connected. A capacitance 39 is parallel to the resistor 37 between Screen grid and earth.

Eine gemeinsame Kathodenbelastung 40 ist zwischen dem negativen Pol 41 einer 350-Volt-Speisespannung und den Kathoden der Röhre 30 und der Triodenröhre 42 angeschlossen. Die Anode der Röhre 42 liegt am positiven Pol 73 einer 300-Volt-Speisespannung. Eine Reihenkombination des Widerstandes 43 mit Potentiometer 44 und Widerstand 45 liegt zwischen dem positiven Pol 46 einer 75-Volt-Speisespannung und dem negativen Pol 47 einer (weiteren) 75-Volt-Speisespannung. Der veränderliche Abgriff des Potentiometers 44 ist an das Gitter der Röhre 42 angeschlossen.A common cathode load 40 is connected between the negative pole 41 of a 350 volt supply voltage and the cathodes of the tube 30 and the triode tube 42. The anode of the tube 42 is connected to the positive pole 73 of a 300 volt supply voltage. A series combination of resistor 43 with potentiometer 44 and resistor 45 lies between the positive pole 46 of a 75-volt supply voltage and the negative pole 47 of a (further) 75-volt supply voltage. The variable tap of the potentiometer 44 is connected to the grid of the tube 42.

Die Anode der Röhre 30 liegt über den Widerstand 48 am positiven Pol 49 einer 300-Volt-Speisespannung. Die Anode der Röhre 30 ist ferner an die Kathode einer Diode 50 angeschlossen, deren Anode am positiven Pol 51 einer 75-Volt-Speisespannung liegt.The anode of the tube 30 is connected via the resistor 48 to the positive pole 49 of a 300 volt supply voltage. The anode of the tube 30 is also connected to the cathode of a diode 50, the anode of which is connected to the positive pole 51 of a 75 volt supply voltage.

Die Anode der Röhre 30 ist ferner mit dem Gitter der Triode 52 verbunden, deren Anode an Erde liegt. Die Kathode der Röhre 52 ist mit der Kathode der Röhre 35 verbunden und liegt über die gemeinsame Kathodenbelastung 53 am negativen Pol 54 einer 350-Volt-Speisespannung. Das Schirmgitter der Röhre 35 liegt an Erde. Die Anode der Röhre 35 ist über Widerstand 55 mit dem positiven Pol 56 einer 300-Volt-Speisespannung verbunden. Die Anode der Röhre 35 ist ferner an die eine Kathode und die eine Anode eines Diodenpaares 57, 58 angeschlossen, deren andere Anode und Kathode am negativen Pol 59 einer 75-Volt-Speisespannung bzw. am positiven Pol 60 einer 75-Volt-Speisespannung liegen. Das Steuergitter der Röhre 35 liegt am Verbindungspunkt der beiden Widerstände 61, 62, die in Reihe zwischen Erde und dem negativen Pol 63 einer 350-Volt-Speisespannung angeschlossen sind. Die Anode der Röhre 35 ist ferner mit einem Ausgangspol 64 verbunden, während der andere Ausgangspol 65 an Erde liegt.The anode of the tube 30 is also connected to the grid of the triode 52, the anode of which is connected to earth. The cathode of tube 52 is connected to the cathode of tube 35 and is connected to the negative pole 54 of a 350 volt supply voltage via the common cathode load 53. The screen grid of the tube 35 is connected to earth. The anode of the tube 35 is connected via resistor 55 to the positive pole 56 of a 300 volt supply voltage. The anode of the tube 35 is also connected to one cathode and one anode of a pair of diodes 57, 58, the other anode and cathode of which are connected to the negative pole 59 of a 75 volt supply voltage and to the positive pole 60 of a 75 volt supply voltage . The control grid of the tube 35 is at the junction of the two resistors 61, 62, which are connected in series between ground and the negative pole 63 of a 350 volt supply voltage. The anode of the tube 35 is also connected to one output terminal 64, while the other output terminal 65 is connected to ground.

Die Anode der Röhre 30 liegt auch am Gitter einer Triode 66, deren Anode mit Erde verbunden ist. Die Kathode der Röhre 66 ist über die Reihenkombination eines Potentiometers 67 und eines (festen) Widerstandes 68 an den negativen Pol 69 einer 350-Volt-Speisespannung angeschlossen. Die veränderliche Anzapfung des Potentiometers 67 ist über eine Rückkopplungsleitung 70 mit dem festen Kontakt 71a des Dreiwegeschalters 71 in Verbindung. Der Schalter 71 ist im Gleichlauf mit einem Dreiwegeschalter 72 gekuppelt, dessen Kontaktarm 72a an die Rückkopplungsleitung 5 angeschlossen ist. Feste Kontakte 71 b, 72 b sind miteinander verbunden, und eine Diode 78 liegt mit jeweils umgekehrtem Durchlaßsinn zwischen den Kontakten 71 c, 72 c und den Kontakten 71 d, 72 d.The anode of the tube 30 is also on the grid of a triode 66, whose Anode is connected to earth. The cathode of tube 66 is across the series combination a potentiometer 67 and a (fixed) resistor 68 to the negative pole 69 connected to a 350 volt supply voltage. The changeable tapping of the Potentiometer 67 is connected to the fixed contact 71a via a feedback line 70 of the three-way switch 71 in connection. The switch 71 is in synchronism with one Three-way switch 72 coupled, its contact arm 72a to the feedback line 5 is connected. Fixed contacts 71 b, 72 b are connected to each other, and one Diode 78 is located between contacts 71c with the opposite direction of transmission, 72 c and contacts 71 d, 72 d.

Die beiden Röhren 6 und 7 arbeiten als Schmitt-Kippgenerator in bekannter Weise, wie es z. B. im Aufsatz von A. Novak, »Der Miller-Integrator als Kippspannungserzeuger«, in der Zeitschrift »Radiotechnik«, 7/1953, S. 235 bis 240, beschrieben ist. Die Anodenspannungen der beiden Röhren 6 und 7 ändern sich in Form von Rechteckwellen in Gegenphase. Die Amplituden der von der Röhre 6 abgegebenen Spannungen sind begrenzt durch die Dioden 15 und 16 mit den Werten -75 und +75 Volt. Die Spannungsamplituden der Röhren 7 sind ebenfalls jeweils begrenzt durch die Dioden 21 und 22 auf die Werte -I-75 und -75 Volt.The two tubes 6 and 7 work as a Schmitt tilt generator in a known manner Way as it z. B. in the essay by A. Novak, "The Miller integrator as a breakover voltage generator", in the journal "Radiotechnik", 7/1953, pp. 235 to 240, is described. the The anode voltages of the two tubes 6 and 7 change in the form of square waves in antiphase. The amplitudes of the voltages emitted by the tube 6 are limited through diodes 15 and 16 with the values -75 and +75 volts. The stress amplitudes of the tubes 7 are also limited by the diodes 21 and 22 respectively Values -I-75 and -75 volts.

Die Anodenspannungen werden auf den Werten ± 75 Volt gehalten, sobald die den Röhren 6 bzw. 7 entsprechenden Dioden leitend sind, und die Anodenspannungen bleiben auf diesen Werten, bis ein weiterer Steuerimpuls am Gitter der Röhre 6 in der weiter unten beschriebenen Weise empfangen wird, worauf die Potentiale der Anoden der Röhren 6 und 7 sich gegenüber einem bestimmten Bezugswert umkehren und so lange gehalten werden, bis das jeweilig andere Paar von Dioden leitend geworden ist.The anode voltages are held at the values ± 75 volts as soon as the diodes corresponding to the tubes 6 and 7 are conductive, and the anode voltages remain at these values until another control pulse is sent to the grid of the tube 6 in as described below, whereupon the potentials of the anodes of the tubes 6 and 7 are reversed with respect to a certain reference value and be held until the respective other pair of diodes become conductive is.

Wenn das Steuergitter der Röhre 6 mit Hilfe des Steuerschalters 2 a an Kontakt 2 c angeschlossen ist, werden Steuerimpulse von der Röhre 66 in der später zu beschreibenden Weise abgeleitet. Wenn das Steuergitter der Röhre 6 an Kontakt 2 b angeschlossen ist, so liegt es zugleich am Schaltkontakt 1 a. Die Betätigung des Schalters 1 verbindet den Kontakt 1 a entweder mit Kontakt 16 oder 1 c, wodurch entweder eine positive oder eine negative Spannung zu dem Steuergitter der Röhre 6 geleitet wird. In jedem Fall wird eine einzelne Betätigung der Kippschaltung eingeleitet, als deren Ergebnis ein einziger Wechsel der Anodenspannung der Röhren 6 und 7 in dem Sinne erzeugt wird, wie er durch die Polarität der Spannung gegeben ist, die an das Steuergitter der Röhre 6 angelegt ist.If the control grid of the tube 6 with the help of the control switch 2 a is connected to contact 2 c, control pulses from the tube 66 in the derived in a manner to be described later. When the control grid of the tube 6 is on Contact 2 b is connected, it is also connected to switching contact 1 a. The operation of the switch 1 connects the contact 1 a either with contact 16 or 1 c, whereby either a positive or a negative voltage to the control grid of the tube 6 is directed. In each case, a single operation of the toggle switch is initiated, as a result, a single change in the anode voltage of the tubes 6 and 7 in the sense is generated as it is given by the polarity of the tension, which is applied to the control grid of the tube 6.

Die Ausgangsspannung der Röhre 7 wird einem Potentiometer zugeführt, welches die Widerstände 25, 26 und 27 enthält, wobei für den Fall der Stellung des Schalters 2 auf 2 c die Spannungskurve bei A (Fig. 1) wiedergegeben ist. Ein Teil dieser Spannung wird am Abgriff des Potentiometers 26 abgenommen und dem Eingang des noch zu beschreibenden Miller-Integrators zugeführt.The output voltage of the tube 7 is fed to a potentiometer, which contains the resistors 25, 26 and 27, wherein for the case of the position of the Switch 2 to 2 c the voltage curve at A (Fig. 1) is shown. A part this voltage is taken from the tap of the potentiometer 26 and the input of the Miller integrator to be described.

Ein Miller-Integrator besteht, wie bekannt, im wesentlichen aus einem Verstärker mit einem Widerstand, der mit dem Eingang des Verstärkers in Reihe liegt und aus einer Kapazität, welche zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Verstärkers liegt.As is known, a Miller integrator essentially consists of one Amplifier with a resistor in series with the input of the amplifier and from a capacitance which is between the input and the output of the amplifier lies.

Er ist bekannt für die Erzeugung linearer Sägezahnspannungen. Die Grundschaltung ist ausführlich beschrieben in der technischen Literatur, z. B. im Aufsatz von A. Novak, »Der Miller-Integrator als Kippspannungserzeuger«, in der Zeitschrift »Radiotechnik«, 7/1953, S. 235 bis 240. Der vorliegende Wellengenerator enthält eine neue und verbesserte Form des Miller-Integrators, dessen beide wesentlichen Merkmale in der Anwendung von mehr als einer Verstärkerstufe und - in der Schaffung einer Impulsrückkopplung liegen, die an eine Verstärkerstufe mit Ausnahme der letzten Stufe angeschlossen ist.It is known for generating linear sawtooth voltages. the The basic circuit is described in detail in the technical literature, e.g. B. in Article by A. Novak, "The Miller integrator as a breakover voltage generator," in the Journal »Radiotechnik«, 7/1953, pp. 235 to 240. The present wave generator contains a new and improved form of the Miller integrator, both of which are essential Features in the use of more than one amplifier stage and - in the creation a pulse feedback, which is to one amplifier stage with the exception of the last Stage is connected.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besitzt der Miller-Integrator zwei gleichstromgekoppelte Verstärkerstufen. Die erste Stufe enthält die Röhren 30 und 42, die als Differenzverstärker zusammenwirken. Die zweite Stufe enthält die Röhren 35 und 52, die ebenfalls entsprechend zusammenwirken. Der Eingangswiderstand wird dargestellt durch die Widerstände 28, 29. Die Kapazität zwischen Eingang und Ausgang wird gebildet durch den Kondensator 34, und der Impulsrückkopplungsweg enthält die Röhre 66, die als Kathodenverstärkerröhre arbeitet und an den Ausgang der ersten Verstärkerstufe angeschlossen ist. Im Betrieb wird die Reckteckwelle A mit Hilfe des Widerstandes 28, 29 an das Steuergitter der Röhre 30 geführt. Zwischen den Grenzen, zwischen denen die Anodenwechselspannungen der Röhre 7 durch die Dioden 21, 22 gehalten werden, verläuft die Rechteckwelle abwechselnd in positiver und negativer Richtung, bezogen auf einen Bezugsspannungspunkt in der Schaltung, der als Erde dargestellt ist.As can be seen from the drawing, the Miller integrator has two DC-coupled amplifier stages. The first stage contains tubes 30 and 42 which work together as differential amplifiers. The second stage contains the tubes 35 and 52, which also cooperate accordingly. The input resistance is represented by the resistors 28, 29. The capacitance between the input and output is formed by the capacitor 34, and the pulse feedback path contains the tube 66 which functions as a cathode amplifier tube and is connected to the output of the first amplifier stage. In operation, the rectangular wave A is guided to the control grid of the tube 30 with the aid of the resistor 28, 29. Between the limits between which the anode alternating voltages of the tube 7 are held by the diodes 21, 22, the square wave runs alternately in a positive and negative direction, based on a reference voltage point in the circuit, which is shown as earth.

Das Steuergitter der Röhre 42 wird am Abgriff des Potentiometers 44, der innerhalb feiner Stufen auf jeder Seite der Nullspannung einstellbar ist, auf konstanter Spannung gehalten. Hierdurch werden kleine Unterschiede der Gittervorspannungen zwischen den Röhren 30 und 42 ausgeglichen, so daß der Eingang der Röhre 30 stets genau zur Nullspannung zentriert ist.The control grid of the tube 42 is kept at a constant voltage at the tap of the potentiometer 44, which is adjustable within fine steps on each side of the zero voltage. This compensates for small differences in the grid biases between the tubes 30 and 42 so that the input of the tube 30 is always exactly centered on the zero voltage.

In der Annahme, daß die Eingangsspannung der Röhre 30 positiv gerichtet ist, steigt der Anodenstrom der Röhre 30 an, so daß die Anodenspannung von einem Wert nahe -i-300 auf -f-75 Volt abfällt. Der Anodenstrom der Röhre 42 fällt dementsprechend. Wenn die Röhre 30 völlig leitend und die Röhre 42 völlig abgeschnitten ist, so nimmt die Röhre 30 den ganzen Strom auf, der durch den Widerstand 40 fließt. Dies kann ohne Gitterstrom durch den Strom geschehen, welcher von der -i-75 Volt-Quelle über die Diode 50 fließt, wenn diese Diode leitend wirkt.Assuming that the input voltage to tube 30 is positive, the anode current of tube 30 increases so that the anode voltage drops from a value near -i-300 to -f-75 volts. The anode current of the tube 42 falls accordingly. When tube 30 is fully conductive and tube 42 is completely cut off, tube 30 will absorb all of the current flowing through resistor 40. This can be done without grid current through the current which flows from the -i-75 volt source via the diode 50 when this diode is conductive.

Die Ausgangsleistung der ersten Verstärkerstufe erscheint daher am Widerstand 40 und wird dem Steuergitter der Röhre 52 zugeführt. Gleichzeitig mit dem ersten Teil des Anodenspannungsabfalls der Röhre 30, wie oben beschrieben, fällt auch die Gitterspannung der Röhre 52. Demgemäß fällt der Anodenstrom der Röhre 52, und der Anodenstrom der Röhre 35 steigt entsprechend an.The output power of the first amplifier stage therefore appears on Resistor 40 and is fed to the control grid of tube 52. At the same time with the first part of the anode voltage drop of tube 30 as described above also the grid voltage of tube 52. Accordingly, the anode current of tube 52 falls, and the anode current of the tube 35 increases accordingly.

Im Falle der zweiten Verstärkerstufe ist die Anode der Röhre 52 an Endpotential gelegt. Die Anodenspannung der Röhre 35 fällt infolge des zunehmenden Spannungsabfalls im Widerstand 55 vom Wert -F-75 Volt bis zum Wert -75 Volt. Wenn dieses Potential erreicht ist, wird die Diode 57 leitend, und die Anodenspannung wird auf -75 Volt gehalten.In the case of the second amplifier stage, the anode of the tube 52 is on End potential laid. The anode voltage of the tube 35 falls as a result of the increase Voltage drop in resistor 55 from the value -F-75 volts to the value -75 volts. if this potential is reached, the diode 57 is conductive, and the anode voltage is kept at -75 volts.

Die Diode 58 wird leitend und hält demgemäß die Anodenspannung auf -I-75 Volt bei dem anderen Grenzwert des Anodenspannungszuges.The diode 58 becomes conductive and accordingly holds the anode voltage -I-75 volts at the other limit of the anode voltage train.

Während der Zeit, während der die Anodenspannungen der Röhren 30 und 35 gefallen sind, wurde eine negative Rückkopplung auf dem Wege über den Kondensator 34 zum Steuergitter der Röhre 30 geführt, welche der positiven Richtung der Eingangsspannung entgegenwirkt und dem Fallen der Anodenspannungen der Röhren 30 und 35 entgegenwirkt und einen linearen Abfall dieser Potentiale in der bekannten Weise einer Miller-Integratorschaltung bewirkt.During the time during which the anode voltages of the tubes 30 and 35 dropped, there was negative feedback on the way across the capacitor 34 led to the control grid of the tube 30, which is the positive direction of the input voltage counteracts and counteracts the drop in the anode voltages of the tubes 30 and 35 and a linear decrease in these potentials in the known manner of a Miller integrator circuit causes.

Die Ausgangsleistung der zweiten Verstärkerstufe erscheint am Widerstand 55. Die Anode der Röhre 35 ist der Ausgang des Miller-Integrators und ist an dem Punkt 64 angeschlossen. Die Ausgangsimpulse C erscheinen somit an den Anschlüssen 64 und Erdanschluß 65.The output power of the second amplifier stage appears at the resistor 55. The anode of tube 35 is the output of the Miller integrator and is at that Point 64 connected. The output pulses C thus appear at the connections 64 and earth connection 65.

Sobald das Anodenpotential der Röhre 35 infolge Leitfähigkeit der einen oder anderen der Dioden 57. 58 konstant gehalten wird, hört die starke negative Rückkopplung der Röhre 35 über den Kondensator 34 unverzüglich auf. Da die rechteckwellige Eingangsspannung zum Integrator noch auf einem positiven Wert gehalten wird, fließt der Strom noch durch den Widerstand 28, 29, und der Kondensator 34 wird sich noch ändern, um das Steuergitter der Röhre 35 weiterhin positiv zu halten. Da aber dies keine negative Rückkopplung mehr erzeugt, so wird sich die Gitterspannung in positiver Richtung, aber nunmehr sehr viel schneller als vorher ändern. In der Tat wird der Betrag der Gitterpotentialänderung dem früheren Änderungsbetrag, bevor die Anodenspannung der Röhre 35 konstant gehalten wurde, vervielfacht durch den Verstärkungsfaktor des zweistufigen Verstärkers, entsprechen.As soon as the anode potential of the tube 35 due to the conductivity of the one or the other of the diodes 57. 58 is kept constant, the strong negative stops Feedback of the tube 35 via the capacitor 34 immediately. Since the rectangular wave Input voltage to the integrator is still held at a positive value, flows the current will still pass through resistor 28, 29, and capacitor 34 will still go change to keep the control grid of the tube 35 still positive. But since this no more negative feedback is generated, the grid voltage will turn into positive Change direction, but now much faster than before. Indeed, the Amount of grid potential change the previous amount of change before the anode voltage of the tube 35 was kept constant, multiplied by the gain factor of the two-stage amplifier.

Dies führt zu einem schnellen Abfall der Anodenspannung von Röhre 30; die noch weiter auf +75 Volt abwärts sinkt, was, verglichen mit der vorherigen langsamen Bewegung des Potentials, als ein Impuls in der Anodenspannung erscheint. Obgleich dieser Impuls dem Eingang der zweiten Verstärkerstufe zugeführt wird, hat er keinen Einfluß auf die Ausgangsleistung, weil das Anodenpotential der Röhre 35 sich nicht weiter ändern oder wechseln kann. Indessen wird der Impuls dem Gitter der Kathodenverstärkerröhre 66 zugeführt und erscheint an der Kathodenbelastung 67, 68, wo er am Abgriff des Potentiometers 67 abgenommen wird.This leads to a rapid drop in the anode voltage of the tube 30; which drops even further down to +75 volts, which, compared to the previous one slow Movement of the potential as a pulse appears in the anode voltage. Although this pulse is fed to the input of the second amplifier stage, it has none Influence on the output power because the anode potential of the tube 35 is not can continue to change or change. Meanwhile, the pulse becomes the grid of the cathode amplifier tube 66 is supplied and appears at the cathode load 67, 68, where it is at the tap of the Potentiometer 67 is removed.

Befinden sich die Schalter 71, 72 und 2 in der in der Zeichnung dargestellten Stellung, so wird der Impuls dem Gitter der Röhre 6 zugeführt, so daß die Kippschaltung mit den Röhren 6, 7 stillgesetzt wird. Der Eingang zur Integratorschaltung ist auf einen negativen Wert umgeschaltet, und der Ausgang des Wellengenerators steigt linear zum Wert -f-75 Volt. Wenn das Anodenpotential der Röhre 35 an dieser oberen Grenze gehalten wird, fällt das Gitterpotential der Röhre 30 weiterhin, und zwar jetzt so schnell, daß ein positiv gerichteter Anodenimpuls erzeugt wird, welcher wieder dazu dient, die Kippschaltung zurückzustellen. Wie ersichtlich, erzeugt bei dieser Stellung der Schalter 71, 72 und 2 der Wellengenerator kontinuierliche dreieckförmige Wellen, wobei der Rechteckwellenausgang der Kippschaltung so ausgebildet ist, wie bei A gezeigt, während der Generatorausgang so, wie bei C, und die Rückkopplungsimpulse zur Kippschaltung, wie bei B dargestellt, auftreten.Are the switches 71, 72 and 2 in the one shown in the drawing Position, the pulse is fed to the grid of the tube 6, so that the flip-flop with the tubes 6, 7 is stopped. The input to the integrator circuit is open toggles a negative value and the output of the wave generator increases linearly to the value -f-75 volts. When the anode potential of the tube 35 is at this upper limit is held, the grid potential of the tube 30 continues to fall, now so fast that a positively directed anode pulse is generated, which again serves to reset the toggle switch. As can be seen, generated in this Position the switches 71, 72 and 2 of the wave generator continuous triangular Waves, where the square wave output of the flip-flop is designed as shown at A, while the generator output as at C, and the feedback pulses for toggle switching, as shown at B.

Wie gezeigt, ist bei der gleichstromgekoppelten Kathodenverstärkerröhre 66 die Kathodenbelastung 67, 68 an das Potential -350 Volt angelegt. Da das Gitter und demgemäß die Kathode sich mit ihrem Potential um einen Mittelwert von -230 Volt bewegt, besitzen die Rückkopplungsimpulse, die am Potentiometer 67 abgenommen werden, den gewünschten Gleichstrompegel für die Zuführung zum Gitter der Röhre 6.As shown, is at the DC coupled cathode amplifier tube 66 the cathode load 67, 68 applied to the potential -350 volts. Because the grid and accordingly the cathode has its potential around a mean value of -230 volts moved, have the feedback pulses, which are picked up at the potentiometer 67, the desired DC level to be fed to the grid of tube 6.

Es ist ersichtlich, daß ein einzelner Spannungsstoß der Welle A einen einzelnen Anstieg der Welle C, ein Abwärtsstoß der Welle A auch einen Abfall der Welle C zur Folge hat und daß eine fortlaufende Welle A auch eine fortlaufende Welle C hervorruft. Befinden sich die Schalter 31, 32 in der in der Zeichnung dargestellten Stellung, so ist der Wert der Widerstandskombination 28 und 29 für Aufwärts-und Abwärtsstöße der gleiche. In den anderen Schaltstellungen ist der veränderliche Widerstand 29 nach Wunsch entweder während des Aufwärts- oder während des Abwärtsstoßes durch die Diode 33 überbrückt, und eine Sägezahnwelle wird im Ausgang erzeugt.It can be seen that a single surge wave A is a single rise of wave C, a downward surge of wave A also a fall in Wave C results and that a continuous wave A is also a continuous wave C evokes. Are the switches 31, 32 in the one shown in the drawing Position, then the value of the resistance combination is 28 and 29 for upward and downward Downward thrusts the same. The variable is in the other switch positions Resistance 29 as desired during either the upward or downward thrust bridged by diode 33 and a sawtooth wave is generated in the output.

Eine astabile Funktion des Wellengenerators kann durch Zurückführung der am Kathodenwiderstand 67, 68 auftretenden Impulse und Zuführung derselben zum Gitter der Röhre 6 bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Schalters 2 herbeigeführt werden. Die in der Leitung 70 auftretenden Impulse sind teils positiv, teils negativ, wie bei B dargestellt. Befinden sich die Schalter 71, 72 in der in der Zeichnung dargestellten Stellung, so werden positive und negative Impulse über Leitung 5 und Schalter 2 dem Gitter der Röhre 6 zugeführt. In den anderen Stellungen der Schalter 71, 72 werden jedoch, je nach dem ausgewählten Durchlaßsinn der Diode 73, nur die negativen oder nur die positiven Impulse übertragen. In diesem Fall werden daher nur die einzelnen Aufwärts- oder Abwärtsstöße der Wellen A und C im einen oder anderen Sinne durch den Generator erzeugt.An astable function of the wave generator can be achieved by feedback of the pulses occurring at the cathode resistor 67, 68 and feeding them to the Grid of the tube 6 in the position of the switch shown in the drawing 2 can be brought about. The impulses occurring in line 70 are partly positive, partly negative, as shown at B. If the switches 71, 72 are in the in the position shown in the drawing, positive and negative pulses are over Line 5 and switch 2 are fed to the grid of tube 6. In the other positions the switches 71, 72 are, however, depending on the selected forward direction of the diode 73, only the negative or only the positive impulses are transmitted. In this case therefore only the individual upward or downward bursts of waves A and C im one or another sense produced by the generator.

Falls erwünscht, können die in der Zeichnung mit Erde verbundenen Punkte auch an einen anderen gemeinsamen Punkt angeschlossen sein. In diesem Fall müssen die verschiedenen Speisespannungen statt in bezug auf Erde im Hinblick auf den gemeinsamen Punkt ausgewählt werden und die Ausgangswelle wird dann symmetrisch zum Potential des gemeinsamen Punktes liegen.If desired, those connected to earth in the drawing can be used Points can also be connected to another common point. In this case need to be held with respect to earth with respect to the various supply voltages the common point can be selected and the output shaft then becomes symmetrical to the potential of the common point.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine Anzahl von einander zugeordneten Diagrammen, welche den Spannungsverlauf an gewissen Punkten der Schaltung der Fig. 1 für die Erzeugung von typischen Ausgangswellen darstellen, die mit der erfindungsgemäßen Schaltung erzielbar sind. Die Ausgangswellenform ist jeweils die fünfte (zweitunterste) Reihe der Wellenzüge und entspricht dem Spannungsverlauf am Ausgang der Röhre 35 zwischen den Anschlüssen 64 und 65. Ferner sind, wie am Ende jeder waagerechten Zeile angedeutet, die auftretenden Spannungsänderungen am ichalter 2 a am Ausgang der Röhren 6, 7, 30, 35 und am Widerstand 67 wiedergegeben.Figs. 2, 3 and 4 show a number of diagrams associated with one another, which the voltage curve at certain points in the circuit of FIG. 1 for the Represent generation of typical output waves with the inventive Circuit are achievable. The output waveform is always the fifth (second from bottom) Row of wave trains and corresponds to the voltage curve at the output of tube 35 between terminals 64 and 65. Further, as at the end of each are horizontal Line indicated, the voltage changes occurring at the ichalter 2 a at the output the tubes 6, 7, 30, 35 and the resistor 67 shown.

Die römischen Ziffern am Kopf jeder senkrechten Spalte der Wellendiagramme beziehen sich auf den unten angegebenen Wellendiagrammschlüssel, in welchem die Stellungen der verschiedenen Schalter unter einer unterscheidenden Bezeichnung, welche der Ausgangswellenform entspricht, tabellarisch wiedergegeben sind: Spannungsverlaufübersicht Gruppe (A) Einzelne Spannungsimpulse Fig. 2 I Einzelner Schrägverlauf negativ Schalter 2 in Stellung a-b Schalter 1 in Stellung a-c mit Bewegung nach a-b Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-b 1I Einzelner Schrägverlauf positiv Schalter 2 in Stellung a-b Schalter 1 in Stellung a-b mit Bewegung nach a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-b III Einzelner Schrägverlauf negativ Schalter 2 in Stellung a-b Schalter 1 in Stellung a-c mit Bewegung .nach a-b Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-c IV Einzelner Sprung positiv Schalter 2 in Stellung a-b Schalter 1 in Stellung a-b mit Bewegung nach a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-c V Einzelner Sprung negativ Schalter 2 in Stellung a-b Schalter 1 in Stellung a-c mit Bewegung nach a-b Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-d VI Einzelner Schräganstieg positiv Schalter 2 in Stellung a-b Schalter 1 in Stellung a-b mit Bewegung nach a-b Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-d Gruppe (B) Fortlaufende Wellenzüge Fig. 3 VII Fortlaufende Dreiecke Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-b Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-b VIII Fortlaufende Sägezähne mit steilem An- stieg und langsamem Abfall Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-c Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-b IX Fortlaufende Sägezähne mit langsamem Anstieg und steilem Abfall Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-d Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-b Gruppe (C) Positive Impulse Fig. 4 X Dreieck symmetrisch Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-b Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-c XI Dreieck mit steilem Anstieg Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-c Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-c XII Dreieck mit steilem Abfall Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-d Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-c Gruppe (D) Negative Impulse Fig. 4 XIII Dreieck symmetrisch Schalter, 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-b Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-d XIV Dreieck mit steilem Anstieg Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-c Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-d XV Dreieck mit steilem Abfall Schalter 2 in Stellung a-c Schalter 31 und Schalter 32 in Stellung a-d Schalter 71 und Schalter 72 in Stellung a-d Es ist daraus ganz allgemein zu ersehen, daß die Wellenformen sich so ergeben, wie sie erzeugt werden durch unterschiedliche Auswahl der verschiedenen Kombinationen von Schaltstellungen in einer systematisch fortschreitenten Reihenfolge. Mit Ausnahme von ersichtlichen Unstetigkeiten können daher die dargestellten Wellenformen als in gegebener Ordnung eine aus der anderen sich ergebend betrachtet werden.The Roman numerals at the head of each vertical column of the wave diagram refer to the wave diagram key given below, in which the positions of the various switches are listed in a table under a different designation that corresponds to the output wave form: Stress curve overview Group (A) Individual voltage pulses Fig. 2 I Negative single slope Switch 2 in position down Switch 1 in position ac with movement downwards Switch 31 and switch 32 in position from 1I Positive single slope Switch 2 in position down Switch 1 in position down with movement to ac Switch 31 and switch 32 in position from III Negative single slope Switch 2 in position down Switch 1 in position ac with movement .after off Switch 31 and switch 32 in position ac IV Single jump positive Switch 2 in position down Switch 1 in position down with movement to ac Switch 31 and switch 32 in position ac V Single jump negative Switch 2 in position down Switch 1 in position ac with movement downwards Switch 31 and switch 32 in position ad VI Positive single incline ascent Switch 2 in position down Switch 1 in position down with movement downwards Switch 31 and switch 32 in position ad Group (B) Continuous wave trains Fig. 3 VII Continuous triangles Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position from Switch 71 and switch 72 in position from VIII Continuous saw teeth with steep rose and slow fall Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position ac Switch 71 and switch 72 in position from IX Continuous saw teeth with slow Ascent and steep descent Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position ad Switch 71 and switch 72 in position from Group (C) Positive impulses Fig. 4 X triangle symmetrical Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position from Switch 71 and switch 72 in position ac XI triangle with a steep rise Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position ac Switch 71 and switch 72 in position ac XII triangle with a steep slope Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position ad Switch 71 and switch 72 in position ac Group (D) negative impulses Fig. 4 XIII triangle symmetrical Switch, 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position from Switch 71 and switch 72 in position ad XIV triangle with a steep rise Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position ac Switch 71 and switch 72 in position ad XV triangle with a steep slope Switch 2 in position ac Switch 31 and switch 32 in position ad Switch 71 and switch 72 in position ad It can be seen from this very generally that the waveforms result as they are generated by different selection of the various combinations of switch positions in a systematically progressive order. With the exception of apparent discontinuities, therefore, the illustrated waveforms can be considered to result in a given order one from the other.

Wie ersichtlich, verwendet Gruppe A den Schalter 2 in der Stellung a-b, d. h. ohne Rückkopplung, die Gruppen B, C, D benutzen den Schalter 2 in der Stellung a-c, d. h. mit Rückkopplung.As can be seen, group A uses switch 2 in position ab, ie without feedback, groups B, C, D use switch 2 in position ac, ie with feedback.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for the optional generation of single or periodic square, sawtooth or triangular pulses as well of positive or negative step voltages or linear one-time voltage changes with a Miller integrator connected in series with a Schmitt flip-flop circuit, thereby characterized in that the Miller integrator (30, 42, 52, 35, 34) is known per se Way contains several amplifier stages (30, 42; 52, 35) and that of one amplifier stage (30, 42) with the exception of the output stage (52, 35), feedback pulses are derived, which serve as trigger pulses of the Schmitt flip-flop circuit (6, 7), and that a switching device is provided, by actuating them, the various pulse shapes can be selected be achieved.

2. Electrical pulse and wave generator according to claim 1, characterized characterized in that the integration resistor has two parts connected in series (28, 29), one of which (29) contains a diode (33), which can optionally be used in a the line directions can be connected in parallel.

3. Electrical pulse and wave generator according to claim 1 and 2, characterized in that the pulse feedback path (70) contains a series diode (78) which is arranged for optional connection in one of the line directions.

4. Electric pulse and wave generator according to claim 1 to 3, characterized in that the generator by additional simple switching measures (switch 2 in position b) in the input circuit at the same time known generation of rectangular steps or pulses of one-time or periodic form is to be set. Considered publications: "Electronic Engineering", March 1953, pp. 94 to 97; »Radiotechnik«, 7/1953, p. 253 to 240; "Waveforms" by B. Chance, V. Hughes et al., MeGraw-Hill Book Co., New York, 1949, pp. 166 to 171, 332. Older patents considered: German patent No. 1043 542.