DE1201869B - Sperrschwingerschaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H03k

Deutsche KI.: 21 al - 36/02

V14385 VIII a/21 al

14. Mai 1958

30. September 1965

Die Erfindung betrifft eine Sperrschwingerschaltung zur Erzeugung von sägezahnförmigen Impulsen, insbesondere in Frequenzteilern elektronischer Musikinstrumente. An diese Sperrschwingerschaltungen wird die Forderung gestellt, daß sich eine Sägezahnspannung mit einer über einen weiten Frequenzbereich (50 bis 5000 Hz) gleichbleibenden Kurvenform bei geringstem Aufwand an Schaltmitteln, bei guter Synchronisation durch Impulse beliebiger Form in beliebigem Verhältnis ohne großen Aufwand erzeugen läßt.

Es sind bereits verschiedene Ausführungen von Sperrschwingerschaltungen zur Erzeugung sägezahnförmiger Impulse bekannt. Diese arbeiten allgemein als eine überrückgekoppelte Oszillatorschaltung mit einer einzigen Elektronenröhre, die für einen parallel oder in Reihe zu ihr liegenden Kondensator als Schalter wirkt, so daß dieser Kondensator periodisch auf- bzw. entladen wird. Die Frequenz ist dabei vorwiegend von der Zeitkonstante eines i?C-Gliedes abhängig, das der Kondensator mit einem ihm parallel oder in Serie liegenden Widerstand bildet.

Bei einem bekannten Sperrschwinger, der nach diesem Grundsatz arbeitet, liegt die Kathode der Röhre über einen Widerstand an Massepotential. Das Steuergitter ist mit dem einen Ende der Wicklung einer Induktivität verbunden, das andere Ende dieser Induktivität mit dem Massepotential, an dem das Steuergitter damit gleichstrommäßig liegt. Weiterhin ist zwischen Kathode und einer Anzapfung dieser Induktivität ein Kondensator geschaltet. Die Anode liegt über einen Widerstand oder über eine weitere Induktivität, die mit der erstgenannten fest gekoppelt ist, an der Anodenspannungsquelle.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung beruht auf der periodischen Aufladung des Kondensators über die Röhre und dessen Entladung durch den Widerstand, der über die zwischen Anzapfung und Massepotential liegende Wicklung der Induktivität dem Kondensator parallel lietg. Die Röhre wird während der Ladeperiode des Kondensators als Oszillator in Anodenbassischaltung erregt, während die Sperrung der Röhre beim Entladevorgang in Gitterbasisschaltung erfolgt. Nachteilig ist bei dieser Schaltungsanordnung, daß sämtliche Röhrenelektroden impulsförmige Spannungen führen, so daß auf die synchronisierende Schaltung Rückwirkungen auftreten. Dieser Umstand wirkt sich bei Anwendung der Schaltung in Frequenzteilern elektronischer Musikinstrumente durch unerwünschte starke Verschleppung von subharmonischen Störimpulsen auf die vorgeschaltete synchronisierende Stufe aus. Außerdem ist nachteilig, daß Sperrschwingerschaltung

Anmelder:

VEB Blechblas- und Signalinstrumentenf abrik,

Markneukirchen (Vogtl.), Breitscheidstr. 11

Als Erfinder benannt:
Günter Pötzl, Plauen (Vogtl.)

bei der Synchronisation an bereits sägezahnförmige

¹S Impulse führenden Elektroden die Spannung der Synchronisierimpulse mindestens die Höhe dieser Sägezahnimpulse aufweisen bzw. größere Werte annehmen muß, um eine einwandfreie Synchronisation zu gewährleisten.

Nachteilig ist ferner die starke Abhängigkeit der Frequenz der erzeugten Kippschwingungen von der angelegten Betriebsspannung, weiterbin die Röhrenüberlastung bei möglichem Kondensatordurchschlag, wodurch deren Beschädigung und das Zusammenbrechen der Betriebsspannung für die anderen Gerätestufen als Folgeerscheinung auftritt.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß das Gitter auch wechselspannungsmäßig unmittelbar an Massepotential liegt und der Schwingtransformator in den Anodenkreis derart geschaltet ist, daß die Röhre während der Entladung des Kondensators in Gitterbasisschwingschaltung erregbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der prinzipiellen Funktion der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt:

Die Kathode einer Elektronenröhre 1 ist über einen Widerstand 2 an Massepotential angeschlossen, während das Steuergitter unmittelbar an Massepotential liegt. Die Anode der Röhre 1 ist über die Wicklung eines Schwingtransformators 4 an die Anodenspannungszuführung 5 angeschlossen. Zwischen einer Anzapfung der Tranformatorwicklung 4 und der Kathode der Röhre 1 liegt ein Kondensator 3. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist folgende:

Der Kondensator 3 wird nach Anlegen der Betriebsspannung über den Widerstand 2 und die Teilwicklung 6 des Schwingtransformators 4 aufgeladen.

Die Ladezeit ist von der Zeitkonstante der i?C-Kombination Widerstand 2/Kondensator 3 abhängig. Der durch den Widerstand 2 fließende und exponentiell

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abnehmende Ladestrom des Kondensators 3 erzeugt im Widerstand 2 einen gegen Masse positiven Spannungsabfall. Da das Steuergitter an Massepotential liegt, bewirkt das den Spannungsabfall am Widerstand 2 direkt proportionale und somit gegen Massepotential positive Kathodenpotential der Röhre 1 eine völlige Sperrung des Anodenstromes, Mit zunehmender Aufladung des Kondensators 3 sinkt der durcli Widerstand 2 fließende Ladestrom, das gegen Massepotential positive Kathodenpötential der Röhre 1 sinkt bis auf einen entsprechend niedrigen Wert, bei dem Anodenstrom zu fließen beginnt. In diesem Moment beginnt die Schaltung als Oszillator in Gitterbasisschwingschaltung zu arbeiten. Die Frequenz der hierbei erzeugten Schwingungen ist von der Eigenresonanz der Gesamtwicklung des Schwingtransformators 4 abhängig. Der Röhre 1 liegt der Kondensator 3 gleichstrommäßig parallel, der jetzt für diese als Ladekondensator wirkt und spontan entladen wird, denn der Innenwiderstand der Röhre 1 ist infolge des niedrigen, gegen Massepotential positiven Kathodenpotentials klein, weil der Kondensator 3 lediglich über die obere Teilwicklung des Schwingtransformators 4 der Anoden-Kathoden-Strecke der Röhre 1 unmittelbar parallel liegt und somit der Widerstand 2 auf den Entladevorgang ohne Einfluß ist.

Nach der Entladung des Kondensators 3 beginnt der Anodenstrom der Röhre 1 nunmehr über den Widerstand 2 zu fließen. Das gegen Massepotential positive Kathodenpotential der Röhre 1 steigt dadurch plötzlich an, und der Anodenstrom sinkt infolge des nun wieder hohen Innenwiderstandes der Röhre 1 auf einen Bruchteil des vorherigen Wertes ab, so daß der Kondensator 3 erneut aufgeladen werden kann. Jetzt erhöht sich das gegen Massepotential positive Kathodenpotential der Röhre 1 infolge des über den Widerstand 2 fließenden Kondensatorladestromes weiter bis zu seinem Höchstwert. Die noch erregte Röhre 1 wird gesperrt, es fließt kein Anodenstrom mehr, und die bisher in Gitterbasisschwingschaltung erzeugten Schwingungen reißen ab. Nun sinkt das gegen Massepotential positive Kathodenpotential wieder mit zunehmender Aufladung des Kondensators 3 durch den über den Widerstand 2 fließenden Ladestrom des Kondensators 3 exponentiell ab, die Röhre öffnet sich wieder und der Vorgang beginnt von vorn.

Da die gleichstrommäßige Steuerung des Ladevorganges des Kondensators 3 über den Widerstand 2 durch die Röhre 1 in Gitterbasisschaltung erfolgt und für den Entladevorgang ebenfalls für die Röhre 1 eine Gitterbasisoszillatorschaltung vorliegt, ergibt sich ein fast völlige Unabhängigkeit der Frequenz der erzeugten Kippschwingungen von der angelegten Betriebsspannung. Bei einem eventuellen Durchschlagen des Kondensators 3 steigt das Kathodenpötential der Röhre 1 stark positiv an, wodurch sie sicher völlig gesperrt und ihre Beschädigung vermieden wird. Da den über den durchschlagenden Kondensator 3 fließenden Strom der Widerstand 2 bestimmt, dessen Wert aber wesentlich größer ist als der Innenwiderstand gebräuchlicher Stromquellen, bricht die Speisespannung nicht zusammen, und andere Gerätestufen bleiben voll funktionsfähig. Der im Anodenkreis liegende Schwingtransformator bringt hinsichtlich eventuell besonderer Isolationsmaßnahmen keine zusätzlichen Aufwendungen mit sich, da übliche Transformatoren diese Anforderungen ohnehin erfüllen.

Vorteilhaft ist der Widerstand 2 als Regelwiderstand ausgebildet, um die Frequenz der sägezahnförmigen Impulse verändern zu können. Es ist natürlich auch möglich, einen mit einer Hilfsspannung steuerbaren Widerstand zu verwenden. Der Widerstand 2 kann auch ganz oder teilweise strom- oder spannungsabhängig sein. An Stelle der Röhre 1 ist sinngemäß ein Transistor einsetzbar. Mehrere erfindungsgemäße Sperrschwingschaltungen lassen sich leicht in Kaskadenschaltung als synchronisiertes Frequenzteilersystem verwenden, das gut als Tonfrequenzgenerator in einem elektronischen Musikinstrument benutzbar ist. Selbstverständlich ist die Sperrschwingerschaltung auch in anderen Geräten einsetzbar, in denen sägezahnförmige Impulse benötigt werden, z.B. als Ablenkspannung bei Kathodenstrahlröhren.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Sperrschwingerschaltung zur Erzeugung von sägezahnförmigen Impulsen, insbesondere für Frequenzteiler elektronischer Musikinstrumente, mit einer einzigen in überrückgekoppelter Oszillatorschaltung arbeitenden Elektronenröhre, deren Steuergitter gleichspannungsmäßig und deren Kathode über einen Widerstand an Massepotential liegt und bei der die sägezahnförmigen Impulse positiv gegen Massepotential am Widerstand nach Maßgabe der periodischen Aufladung eines Kondensators abnehmbar sind, der zwischen Kathode und einer Anzapfung eines in Sparschaltung aufgebauten Schwingtransformators liegt, dadurch gekennzeichnet, daßdasGitter auch wechselspannungsmäßig unmittelbar an Massepotential liegt und der Schwingtransformator in den Anodenkreis derart geschaltet ist, daß die Röhre während der Entladung des Kondensators in Gitterbasisschwingschaltung erregbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 014 675;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 690 510.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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