DE1265201B - Impulsgenerator zur Ansteuerung eines Magnetrons - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

BIBLIOTHEK
PATEiSTAMTES

Int. CL:

H03k

Deutsche KL: 21 al - 36/02

Nummer: 1265 201

Aktenzeichen: N 25363 VIII a/21 al

Anmeldetag: 12. August 1964

Auslegetag: 4. April 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung von Impulsen für die Betätigung eines Magnetrons, insbesondere eines Grundimpulses zum Vorbereiten des Magnetrons vor Anlegen des eigentlichen Hochleistungszündimpulses.

Bisher sind eine Reihe verschiedener Impulsschaltungen zum Zünden von Magnetronoszillatoren verwendet worden; sie arbeiteten jedoch nie zufriedenstellend, wenn eine sehr kurzzeitige Impulsgabe des Magnetrons gewünscht war. Das Anlegen eines stei-Ien Zündimpulses zur Erzeugung kurzer Impulse kann Schwingungen unerwünschter Art des Magnetrons zur Folge haben. Andererseits kann die Anwendung eines Impulses mit langsamem Spannungsanstieg einen Impuls von größerer Breite als gewünscht ergeben.

Demgemäß ist Ziel der Erfindung eine verbesserte Schaltung zur Erzeugung von Impulsen für die Betätigung eines Magnetronoszillators. Eine Weiterbildung der Erfindung ist eine Impulsschaltung, die das Magnetron für die gewünschte Betriebsweise vorbereitet und es dann während des gewünschten Zeitraumes, der sehr kurz sein kann, betätigt.

Die erfindungsgemäße Impulsgeneratorschaltung zur Betätigung eines Magnetrons erzeugt zunächst einen vorbereiteten Grundimpuls, dem ein schnell ansteigender Hochleistungszündimpuls folgt.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist ein Kondensatorentladekreis zur Erzeugung eines Grundimpulses mit langsam ansteigender Spannung und eine Impulsformungsstufe, die zur Erzeugung eines verzögerten Hochleistungsauslöseimpulses mit steiler Vorderflanke auf dem Grundimpuls über eine sättigbare Drosselspule angeschlossen ist. Der Kondensatorkreis hat einen ersten sich schnell entladenden und einen zweiten sich langsamer entladenden Kondensator, so daß die gewünschte Impulsform entsteht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Impulserzeugerschaltung und

F i g. 2 die von dieser Schaltung entwickelte Spannung an Hand einer Kurve.

Die erfindungsgemäße Impulsschaltung zum Zünden eines Magnetrons umfaßt eine Impulsformungsstufe zum Anlegen eines Impulses an den Magnetronkopplungstransformator. Die impulsformende Stufe liegt in Reihe mit einer sättigbaren Drosselspule an einem Ladekreis, in dem Energie gespeichert wird. Parallel mit dem impulserzeugenden Glied und der Impulsgenerator zur Ansteuerung
eines Magnetrons

Anmelder:

Motorola, Inc., Franklin Park, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Schneckenhofstr. 27

Als Erfinder benannt:

Howard L. Kennedy, Phoenix, Ariz. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 19. August 1963 (303 003)

sättigbaren Drosselspule ist ein Kreis geschaltet, der mindestens einen Kondensator und einen mit diesem in Reihe liegenden Widerstand enthält. Dieser Kondensator wird ebenfalls durch den Ladekreis aufgeladen. Ein Schalter, der ein pnpn-Transistor sein kann, ist zum Entladen des Ladestromkreises vorgesehen, so daß der Kondensator und die Impulsformungsstufe bei ihrer Entladung einen Zündimpuls für das Magnetron abgeben. Wegen der anfänglich hohen Impedanz der sättigbaren Drosselspule entlädt sich die Impulsformungsstufe nicht sofort. Daher entlädt sich der Kondensator zuerst, so daß ein Grundimpuls mit langsam ansteigender Spannung entsteht, der das Magnetron für die gewünschte Schwingungsart vorbereitet. Es kann ein mit einem zweiten Widerstand in Reihe geschalteter zweiter Kondensator, der sich langsamer entlädt, verwendet werden, um die gewünschte Grundimpulsform zu erhalten. Die Drosselspule wird gesättigt, während der Kondensator bzw. die Kondensatoren sich entladen, so daß ihre Impedanz sich stark verringert und die Impulszündstufe sich entladen kann. Dies ergibt einen sich dem Grundimpuls überlagernden Hochleistungszündimpuls mit steiler Vorderflanke. Die Breite des Hochleistungszündimpulses wird von dem Aufbau der Impulsformerstufe bestimmt und beträgt, falls sie nicht durch andere Mittel begrenzt wird, das Zweifache der Verzögerungszeit der Impulsformungsstufe (in einer Richtung gerechnet). Nach dem Impuls wird der Schalter geöffnet, damit die Kondensatoren und die Stufe sich wieder aufladen können. Der durch die

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sättigbare Drosselspule fließende Ladestrom magnetisiert den Kern der Spule bis zur Sättigung in entgegengesetzter Richtung wieder um.

F i g. 1 zeigt das Schaltschema der erfindungsgemäßen Impulsschaltung. Die Magnettonröhre 10 erhält Impulse über einen Transformator 12. Durch die Wicklungen 14 und 15, die zusammen mit der Primärwicklung 13 den Transformator 12 bilden, wird über die Anschlüsse 16 der Heizstrom angelegt. Die

einen Impuls mit steiler Vorderflanke, wie durch die Spannungszunahme zwischen V₂ und F₃ in F ig. 2

des Magnetrons notwendige Energie. Der Zündimpuls kann so kurz sein, wie es zur Erzeugung eines kurzen Ausgangsimpulses notwendig ist.

Der die Kondensatoren 25 und 26 enthaltende Kreis erzeugt tatsächlich ein Ausgangspotential oder einen Grundimpuls für den Zündimpuls, der das Magnetron für die gewünschte Betriebsart vorbereitet. Die Dauer des Grundimpulses ist nicht unbedingt

dargestellt. Dieser Impuls beginnt zur Zeit t_v nachdem der Schalter 35 geschaltet hat; diese Zeit wird 5 durch die Kennlinie der sättigbaren Drosselspule 30 bestimmt. Der Impuls dauert während der Zeit t₂, die durch den Aufbau der Impulsformungsstufe 31 gegeben ist, d. h., der erzeugte Spannungsimpuls dauert so lange, bis die Impulsformungsstufe ent-

von dem Anschluß 20 aus angelegte Spannung erregt io laden ist. Da die Erdung des Punktes 22 zu diesem den Ladekreis 21, der an dem Punkt 22 ein Potential Zeitpunkt aufgehoben wird, laden sich die Impulsliefert. Der Ladekreis kann irgendeinen bekannten, formungsstufe 31 und die Kondensatoren 23 und 25 Gleichstrompotential liefernden Aufbau haben, ein- wiederum durch den Ladestromkreis 21 auf. Dadurch schließlich Mittel, die ein Kurzschließen der Quelle wird der Kern der sättigbaren Drosselspule in der verhindern, wenn der Anschluß 22 geerdet ist, und 15 entgegengesetzten Richtung gesättigt und zurückge-Mittel zum Liefern von genügend Rückladestrom stellt.

zum Ummagnetisieren des Kernes der sättigbaren Um die gewünschte Zündung der Magnetronröhre

Drosselspule 30, wie nachstehend beschrieben. 10 zu erhalten, können die einzelnen Elemente so

Das Potential am Punkt 22 wird über die die gewählt werden, daß die Spannung V₁ etwa 60 bis Widerstände 23 und 24 und die Kondensatoren 25 20 70 °/o der zum Zünden des Magnetrons erforderlichen und 26 enthaltende Schaltung, die über den Anschluß Spannung beträgt. Die Spannung V₂, eine langsam 18 und die Primärwicklung 13 an Masse liegt, ange- ansteigende Spannung, sollte gerade eben den Wert legt. Die Kondensatoren 25 und 26 werden von der der Zündspannung haben. Diese Spannung hat den Spannung am Anschluß 22 aufgeladen. Ebenfalls mit erforderlichen Verlauf, um das Magnetron in der gedem Anschluß 22 verbunden sind die sättigbare Dros- 25 wünschten Weise schwingen zu lassen. Die Spanselspule 30 und die Impulsformungsstufe 31. Diese _nung F₃ liefert die für den erforderlichen Ausgang kann irgendeinen Standardaufbau haben; der in der
Zeichnung dargestellte ist ein Beispiel. Die Impulsformungsstufe 31 lädt sich ebenfalls auf und speichert
Energie, indem Strom über die sättigbare Drossel- 30
spule 30 geführt wird, so daß deren Kern in einer
Richtung gesättigt wird.

Zum Erden des Anschlusses 22 ist ein Schalter vorgesehen, der bei 35 als npnp-Transistor dargestellt

ist. Selbstverständlich kann auch ein Thyratron oder 35 kritisch, so daß er die gewünschte Impulsform haben eine andere Schaltvorrichtung verwendet werden, kann. Der Zündimpuls wird sodann auf den Grundvorausgesetzt, daß dadurch eine niedrige Impedanz impuls aufgesetzt, damit das Magnetron einen Auszwischen dem Anschluß 22 und Masse vorhanden ist gangsimpuls von gewünschter Dauer erzeugt. Diese und daß sie mit der erforderlichen Geschwindigkeit Schaltung ist brauchbar zur Erzeugung von Magnearbeitet. Ein Triggerimpuls wird an die Basis des 40 tronausgangssignalen von 100 Nanosekunden oder Transistors 35 angelegt, um die Schaltung in Gang darunter.

zu setzen und das Magnetron 10 zu betätigen. wie erwähnt, muß der Ladestromkreis 21 genü-

Was den Betrieb der Schaltung betrifft, so werden gend Strom liefern, um den Kern der sättigbaren vor dem Triggern des Transistorschalters 33 die Kon- Drosselspule 30 umzumagnetisieren. In manchen Fäldensatoren25 und 26 und die Impulsformungsstufe 45 len kann es zweckmäßig sein, zur Erzeugung des 31 von dem Potential am Anschluß 22 aufgeladen. Ummagnetisierstromes eine besondere Hilfswicklung Wenn der Schalter 35 getriggert und der Anschluß 22
geerdet ist, beginnen die Kondensatoren 25 und 26
sich über die Widerstände 23 und 24 zu entladen.

Die Werte des Kondensators 25 und des Widerstan- 50 von"einer Induktionsspule und einer Trenndiode gedes 23 sind so gewählt, daß der Kondensator 25 sich bildet, die zwischen den Anschlüssen 20 und 22 in schnell entlädt, um die Spannung V₁ (Fig.2) am
Anschluß 18 über der Primärwicklung 13 des Transformators 12 zu erzeugen. Der Kondensator 26 entlädt sich über die in Reihe geschalteten Widerstände 55 ters, wie eines Thyratrons, ist es erforderlich, daß 23 und 24, wobei der Widerstand 24 einen solchen nach dem Triggerimpuls für eine ausreichende Trennung des Ladestromkreises von der Energiequelle gesorgt ist, um den durch den Schalter fließenden Strom mindestens während der Erholzeit des Schalters auf 60 ©inen Wert zu verringern, der unter dem zur Aufrechterhaltung des Stromflusses notwendigen liegt.

Die beschriebene Schaltung hat sich als sehr wirksam zum Zünden eines Magnetrons erwiesen. Sie läßt sich aus billigen Einzelteilen aufbauen und be-

danz hat. Während durch den durch die Drosselspule 65 darf keiner kritischen Einstellung. Durch Erzeugen fließenden Strom der Kern gesättigt wird, nimmt eines Grundimpulses für den schnell ansteigenden deren Impedanz ab. Bei gesättigter Drosselspule er- Zündimpuls wird das Magnetron für die gewünschte zeugt aber die Entladung der Impulsformungsstufe Betriebsart vorbereitet, so daß dann ein sehr kurzer

auf der sättigbaren Drosselspule vorzusehen, dies hat aber eine verringerte Leistung der Schaltung zur Folge. Typischerweise wird der Ladestromkreis 21

Reihe liegen. Die besonderen Eigenschaften des Ladestromkreises sind durch die Art des Schalters 35 bedingt. Bei Verwendung eines selbsthaltenden Schal-

Wert hat, daß der Spannungsanstieg verhältnismäßig langsam vor sich geht. Dies ist durch den Abschnitt A in Fig. 2 dargestellt. Die Entladung des Kondensators 26 liefert die Spannungszunahme zwischen und F₂ in F i g. 2.

Wird der Anschluß 22 zu Beginn geerdet, so entlädt sich die Impulsformungsstufe 31 langsam über die sättigbare Drosselspule 30, die eine hohe Impe-

Zündimpuls ein Schwingen des Magnetrons während des gewünschten Zeitraumes bewirkt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Impulsgenerator zur Ansteuerung eines Magnetrons mit einer zwischen einem Ladekreis und einem Ansteuertransformator liegenden, aus einer sättigbaren Drossel und einer Impulsformerstufe bestehenden Reihenschaltung, die zum Zünden des Magnetrons ladekreisseitig über einen Triggerschalter an ein Bezugspotential legbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Reihenschaltung (30, 31) ein kapazitives Zeitkonstantenglied (23, 24, 25, 26) geschaltet ist.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitkonstantenglied aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes (23) mit einer Parallelschaltung aus einem Kondensator (25) und einem mit einem weiteren Widerstand (24) hintereinandergeschalteten weiteren Kondensator (26) besteht.

3. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des ersten Kondensators (25) sich aus der Spannung am Übertrager (12) bestimmt, die bei der Entladung durch den Widerstand (23) und den Übertrager (12) zur Bildung des ersten Impulsteiles (F₁) mit leichtem Spannungsanstieg entsteht, und daß die Kapazität des zweiten Kondensators sich nach dem zweiten Impulsteil bestimmt, der dem ersten Impulsteil überlagert wird, indem eine Entladung durch den ersten und zweiten Widerstand und durch den Transformator stattfindet mit einem relativ sanften Spannungsanstieg.

4. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine sättigbare Drossel (30) dem hohen Impuls von der Impulsformungsstufe (31) eine Zeitverzögerung erteilt.

5. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine besondere Hilfswicklung auf der sättigbaren Drosselspule (30) vorgesehen ist.

6. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangschaltkreis (13, 14, 15) des Magnetrons (10) als Erregerkreis für den Magnetronoszillator ausgebildet ist und daß die erzeugten Impulse eine Amplitude und Form haben, um den Magnetronoszillator nach der gewünschten Art arbeiten zu lassen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 924 699.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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