DE1217432B - Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Impulsen aus einer Wechselspannung - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Impulsen aus einer WechselspannungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. σ.:
H03k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/02
Nummer: 1217 432
Aktenzeichen: R 37545 VIII a/21 al
Anmeldetag: 25. März 1964
Auslegetag: 26. Mai 1966
Die vorliegende Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen zum Erzeugen von Impulsen aus einer
Wechselspannung mittels einer Speicherdiodenanordnung.
Wenn eine Halbleiter-Flächendiode von einem Strom in Durchlaßrichtung durchflossen wird, stellt
sich im Bereich des pn-Überganges eine gewisse Trägerkonzentration ein. Wird die an der Diode liegende
Spannung plötzlich umgepolt, so fließt zuerst ein gewisser Strom in Sperrichtung, bis die im Übergangsbereich gespeicherten Träger abgeflossen sind. Diese
als »Trägerstaueffekt« bekannte Erscheinung kann zur Impulserzeugung ausgenutzt werden, da der
Strom, der nach Umpolen der Diode in deren Sperrrichtung fließt, eine ziemlich definierte, kurze Dauer
und eine vom Betrag des vorangehenden Flußstromes abhängige Amplitude hat.
Halbleiterdioden mit ausgeprägtem Trägerstaueffekt sollen im folgenden als »Speicherdioden« bezeichnet
werden. Unter »Speicherzeit« soll die Zeitspanne bezeichnet werden, während der die Diode
in Sperrichtung leitet, nachdem die Vorspannung von der Flußrichtung in die Sperrichtung umgepolt worden
ist.
Es ist bekannt, Speicherdioden zur Impulsformung, insbesondere zum Erzeugen von steilen, kurzen Impulsen
zu verwenden (USA.-Patentschrift 3 076 902),
Es ist femer eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen kurzer Impulse aus einer Wechselspannung
vorgeschlagen worden, bei der die Wechselspannung zwei mit entgegengesetzter Polung in Reihe geschalteten
Speicherdioden, die als Steuerspeicherdiode und Ausgangsspeicherdiode bezeichnet werden sollen, zugeführt
wird und die Impulse an der Ausgangsspeicherdiode abgegriffen werden. Die Steuerspeicherdiode
begrenzt die Zeit, während der die Ausgangsspeicherdiode in Flußrichtung Strom führt, auf
weniger als einen halben Zyklus der angelegten Wechselspannung. Hierdurch wird verhindert, daß die Ausgangsspeicherdiode
während der ganzen in Sperrichtung gepolten Halbwelle im stark leitenden Speicherzustand
arbeitet. Die Steuerspeicherdiode kann jedoch entfallen, wenn die Ausgangsspeicherdiode so beschaffen
ist, daß sie auch ohne zusätzliche Hilfsmittel nicht während der ganzen in Sperrichtung gepolten
Halbwelle leitet.
Es ist in der Praxis häufig erwünscht, die Form der Ausgangsimpulse ändern zu können. Bei manchen
Anwendungsgebieten werden beispielsweise praktisch rechteckige Impulse und bei anderen Anwendungsgebieten
sehr spitze Impulse kleinen Stromflußwinkels gebraucht.
Schaltungsanordnung zum Erzeugen von
Impulsen aus einer Wechselspannung
Impulsen aus einer Wechselspannung
Anmelder:
Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6
Als Erfinder benannt:
Juan Jose Amodei, Levittown, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. März 1963 (268196)
Bei den bekannten Speicherdiodenschaltungen sind keine Möglichkeiten zur Einstellung der Impulsform
vorhanden. Durch die Erfindung wird dieser Mangel bei einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen von
Impulsen aus einer Wechselspannung mittels einer Speicherdiodenanordnung dadurch behoben, daß der
Speicherdiodenanordnung eine Abstimmstichleitung parallel geschaltet ist.
Die an der Speicherdiode entstehenden Impulse laufen zum Ende der Stichleitung und werden dort
zur Speicherdiode reflektiert. Die Reflexionen verändern die Form der Ausgangsimpulse, welche sich
durch Abstimmen der Stichleitung in einem weiten Bereich ändern läßt, so daß sowohl praktisch rechteckige
Impulse als auch sehr spitze Impulse kleinen Stromflußwinkels erzeugt werden können. Eine
Steuerspeicherdiode braucht nicht vorhanden zu sein, wenn geeignete Ausgangsspeicherdioden zur Verfügung
stehen. Frequenz und Amplitude der Impulse
lassen sich durch entsprechende Änderungen der Frequenz und Amplitude der Eingangswechselspannung
einstellen.
Bezüglich der Weiterbildungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung naher erläutert; es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild eines Impulsgenerators veränderlicher Impulsfolgefrequenz mit einem Impulsformungskreis,
der etwa der obenerwähnten, vorgeschlagenen Schaltungsanordnung entspricht und an
Hand dessen kurz auf die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien eingegangen wird,
609 570/479
3 4
Fig. 2, und 3 Diagramme zur Erläuterung der Zyklus der vom Generator 12 gelieferten Wechsel-Arbeitsweise
der in F i g. 1 dargestellten Schaltungs- spannung 36. Zwischen den Zeiten tx und t2 ist die
anordnung, Spannung 36 positiv, zwischen den Zeiten t2 und ts
Fig.4 ein Schaltbild eines Impulsformungskreises ist sie negativ. Im Gleichgewichtszustand bewirkt der
gemäß der Erfindung für hochfrequente Impulse und 5 anfängliche Teil der positiven Halbwelle der Wech-Fig.
5 und 6 Diagramme von Impulsformen, die selspannung 36, daß sowohl durch die Ausgangssieb,
bei verschiedenen Frequenzen mittels der in speicherdiode 20 als auch die Steuerspeicherdiode 22
Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung erzeugen ein relativ großer Strom fließt. Dies ist in Fig. 2b
lassen. durch den Teil der dem Stromverlauf entsprechen-Der in Fig. 1 dargestellte frequenzveränderliche io den Kurve 38 dargestellt, der zwischen den Zeiten tt
Impulsgenerator 10 enthält einen Meßsender oder bis t± liegt. Während des Zeitintervalls tt bis t/ leitet
Wechselspannungsgenerator 12. Die Wechselspan- die Ausgangsspeicherdiode 20 in Flußrichtung und
nung kann beispielsweise sinusförmig sein, da relativ die Steuerspeicherdiode 22 in Sperrichtung. Das Zeitpreiswerte Sinusgeneratoren verfügbar sind, man kann Intervall tt bis Z1' umfaßt also die Speicher- und Abjedoch
auch Generatoren für Wechselspannungen 15 fallszeit der Steuerspeicherdiode 22.
anderer Kurvenformen verwenden. Der Signalgenera- Im weiteren Verlauf der vom Generator 12 getor 10 erlaubt sowohl die Amplitude als auch Fre- lieferten Wechselspannung 36 fällt die Strom durch quenz der Ausgangssignale zu verstellen, was durch die Dioden 20,22 nach dem Zeitpunkt i/, in dem die einen Pfeil am Block 12 angedeutet ist. Die Innen- Speicher- und Abfallszeit der Steuerspeicherdiode 22 impedanz des Generators 12 ist durch einen Wider- 2° endet, abrupt auf einen niedrigen Wert ab. Zwischen stand 14 dargestellt, die Ausgangsklemmen des Gene- den Zeiten i/ und t2 fließt dann nur noch ein kleiner rators sind mit 16, 18 bezeichnet. Die Impedanz 14 Sperrstrom durch die Steuerspeicherdiode 22 und dades Generators 12 kann gewünschtenfalls durch einen mit auch durch die Ausgangsspeicherdiode 20. Die zusätzlichen äußeren Widerstand vergrößert werden, Steuerspeicherdiode 22 begrenzt also den Vorwärtsder jedoch nicht dargestellt ist. An die Ausgangs- 25 stromfluß der Ausgangsspeicherdiode 20 auf weniger klemmen 16, 18 des Generators sind zwei mit ent- als eine Halbwelle der angelegten Wechselspannung, gegengesetzter Polung in Reihe geschalteter Dioden wodurch wiederum die Speicherzeit der Ausgangs-20,22 angeschlossen. Die Kathode 24 der ersten oder diode 20 begrenzt wird. Wie Fig. 2 c zeigt, fällt in Ausgangsspeicherdiode 20 ist mit der Ausgangs- der Zeit zwischen t± und t2 nur mehr eine sehr kleine klemme 18 des Wechselspannungsgenerators 12 ge- 3° Ausgangsspannung an der Ausgangsspeicherdiode 20 koppelt und mit einem auf einem Bezugspotential ab. Der Grund hierfür liegt darin, daß zwischen den liegenden Punkt des Kreises, wie Masse, verbunden. Zeiten ^1 und tt' beide Dioden 20, 22 im Zustand Die Anode 26 der ersten Speicherdiode 20 ist mit der hoher Leitfähigkeit arbeiten und einen geringen Anode 28 der zweiten Speicherdiode 22 verbunden, Widerstand darbieten, während zwischen den Zeiwährend die Kathode 30 der zweiten Speicherdiode 35 ten tx' und t2 die Steuerspeicherdiode 22 einen hohen 22 direkt an die Ausgangsklemme 16 des Generators Widerstand aufweist und der größte Teil der vom 12 angeschlossen ist. Die vom Impulsgenerator 10 Generator 12 gelieferten Spannung an ihr abfällt, erzeugten Ausgangsimpulse werden an der Aus- Während der ganzen positiven Halbwelle der Wechgangssteuerdiode 20 abgenommen und einem Aus- selspannung 36 ist die Spannung an der Ausgangsgangskreis 32 zugeführt, der einen Differenzierkreis 40 speicherdiode 20 daher klein.
anderer Kurvenformen verwenden. Der Signalgenera- Im weiteren Verlauf der vom Generator 12 getor 10 erlaubt sowohl die Amplitude als auch Fre- lieferten Wechselspannung 36 fällt die Strom durch quenz der Ausgangssignale zu verstellen, was durch die Dioden 20,22 nach dem Zeitpunkt i/, in dem die einen Pfeil am Block 12 angedeutet ist. Die Innen- Speicher- und Abfallszeit der Steuerspeicherdiode 22 impedanz des Generators 12 ist durch einen Wider- 2° endet, abrupt auf einen niedrigen Wert ab. Zwischen stand 14 dargestellt, die Ausgangsklemmen des Gene- den Zeiten i/ und t2 fließt dann nur noch ein kleiner rators sind mit 16, 18 bezeichnet. Die Impedanz 14 Sperrstrom durch die Steuerspeicherdiode 22 und dades Generators 12 kann gewünschtenfalls durch einen mit auch durch die Ausgangsspeicherdiode 20. Die zusätzlichen äußeren Widerstand vergrößert werden, Steuerspeicherdiode 22 begrenzt also den Vorwärtsder jedoch nicht dargestellt ist. An die Ausgangs- 25 stromfluß der Ausgangsspeicherdiode 20 auf weniger klemmen 16, 18 des Generators sind zwei mit ent- als eine Halbwelle der angelegten Wechselspannung, gegengesetzter Polung in Reihe geschalteter Dioden wodurch wiederum die Speicherzeit der Ausgangs-20,22 angeschlossen. Die Kathode 24 der ersten oder diode 20 begrenzt wird. Wie Fig. 2 c zeigt, fällt in Ausgangsspeicherdiode 20 ist mit der Ausgangs- der Zeit zwischen t± und t2 nur mehr eine sehr kleine klemme 18 des Wechselspannungsgenerators 12 ge- 3° Ausgangsspannung an der Ausgangsspeicherdiode 20 koppelt und mit einem auf einem Bezugspotential ab. Der Grund hierfür liegt darin, daß zwischen den liegenden Punkt des Kreises, wie Masse, verbunden. Zeiten ^1 und tt' beide Dioden 20, 22 im Zustand Die Anode 26 der ersten Speicherdiode 20 ist mit der hoher Leitfähigkeit arbeiten und einen geringen Anode 28 der zweiten Speicherdiode 22 verbunden, Widerstand darbieten, während zwischen den Zeiwährend die Kathode 30 der zweiten Speicherdiode 35 ten tx' und t2 die Steuerspeicherdiode 22 einen hohen 22 direkt an die Ausgangsklemme 16 des Generators Widerstand aufweist und der größte Teil der vom 12 angeschlossen ist. Die vom Impulsgenerator 10 Generator 12 gelieferten Spannung an ihr abfällt, erzeugten Ausgangsimpulse werden an der Aus- Während der ganzen positiven Halbwelle der Wechgangssteuerdiode 20 abgenommen und einem Aus- selspannung 36 ist die Spannung an der Ausgangsgangskreis 32 zugeführt, der einen Differenzierkreis 40 speicherdiode 20 daher klein.
zur Differentiation der Ausgangsimpulse enthalten Während der negativen Halbwelle der angelegten
kann. Wechselspannung 36 werden die Ausgangsspeicher-Speicherdioden zeigen dieselbe hohe Leitfähigkeit diode 20 in Sperrichtung und die Steuerspeicherdiode
wie gewöhnliche Halbleiterdioden, wenn sie in Fluß- 22 in Flußrichtung vorgespannt. Zwischen den Zeitrichtung
vorgespannt sind, d. h. wenn die Anode der 45 punkten t2 und t2 führt die Ausgangsspeicherdiode
Speicherdiode bezüglich der Kathode positiv ist. 20 zuerst infolge der Ladungsspeicherung einen hohen
Wird jedoch eine Speicherdiode, nachdem sie eine Strom, der dann nach Ablauf der Speicherzeit wähgewisse
Zeitspanne in Flußrichtung beaufschlagt war, rend der Abfallzeit rasch abnimmt. Die Ausgangsin
Sperrichtung vorgespannt, so weicht ihr Verhalten speicherdiode 20 nimmt etwa zum Zeitpunkt t2 ihren
von dem gewöhnlicher Halbleiterdioden dadurch ab, 5° Zustand niedriger Leitfähigkeit an, indem sie bis zum
daß sie für eine bestimmte Zeitspanne, die Speicher- Zeitpunkt t3 verbleibt. Die Ausgangsspannung 40
oder Erholungszeit genannt wird, auch in der Rück- (F i g. 2 c) steigt daher im Zeitpunkt t2 von einem
wärtsrichtung eine hohe Leitfähigkeit zeigt. Am Ende niedrigen auf einen hohen Wert an. Dieser abrupte
der Speicherzeit fällt die Leitfähigkeit einer Speicher- Spannungssprung läuft während eines Zeitinterdiode
abrupt auf einen kleinen Wert ab. Die Zeit- 55 valls ab, das kleiner als eine Nanosekunde ist, und
spanne, während der die Leitfähigkeit von dem an- der Ausgangsimkuls 40 hat daher eine steile Vorderfänglich
hohen Wert auf den niedrigen Wert abfällt, flanke. Nach dem Zeitpunkt t2 verlaufen Form und
wird als Anfallszeit bezeichnet, sie kann kiemer als Amplitude des Ausgangsimpulses 40 der Augeneine
Nanosekunde sein. Die Dauer der Speicherzeit blicksamplitude der negativen Halbwelle der angehängt
unter anderem von der Größe und Dauer des 6o legten Spannung 36. Der Impuls 40 hat also eine
Flußstromes durch die Diode vor der Beaufschla- verhältnismäßig lange Abfallzeit. Der Impulsgeneragung
in Sperrichtung ab. ■ tor 10 liefert also eine ins Negative gehende Impuls-Die
Diagramme der Fig. 2 und 3 zeigen gewisse reihe, deren Frequenz und Amplitude denen der vom
Betriebseigenschaften des frequenzveränderlichen Generator 12 gelieferten Spannung entsprechen.
Impulsgenerators der F i g. 1. Fig. 2 zeigt die Arbeits- 65 Durch Änderung der Frequenz und Amplitude der
weise bei einer ersten Frequenz und Amplitude, wäh- vom Generator 12 gelieferten Ausgangsspannung
rend Fig. 3 die Arbeitsweise bei höherer Frequenz lassen sich die Frequenz und Amplitude der Aus-
und Amplitude darstellt. F i g. 2 a zeigt einen vollen gangsimpulse entsprechend ändern.
F i g. 3 zeigt das Betriebsverhalten der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung, wenn der Generator
12 eine Spannung höherer Frequenz und Amplitude als im Falle der F i g. 2 liefert. F i g. 3 c zeigt,
daß die Amplitude der Ausgangsimpulse 40 wesentlich größer und die Impulsbreite wesentlich kleiner
sind als bei den Impulsen 40 der F i g. 2 c. Mit einem Impulsgenerator 10 der angegebenen Art lassen sich
Ausgangsimpulse mit einer Amplitude von etwa 20 Volt erzeugen, die Grenze wird durch die maximal
zulässige Sperrspannung der Speicherdioden 20, 22 begrenzt. Mit Sinusgeneratoren entsprechender
Ausgangsspannung lassen sich also ohne Schwierigkeiten Impulse hoher Amplitude erzeugen. Die Impulsfolgefrequenz
der Ausgangsimpulse läßt sich leicht durch die Ausgangsfrequenz des Generators 12 steuern. Die Frequenz des Generators 12 kann
auf irgendeine Weise geregelt oder gesteuert sein, beispielsweise können für die gewünschten Ausgangsfrequenzen
getrennte Kristalle vorgesehen sein, die in gewünschter Folge anschaltbar sind. Durch die
Kristallsteuemng ist dann eine hohe Frequenzstabilität und Genauigkeit des Impulsgenerators 10 gewährleistet.
An der Steuerspeicherdiode können Impulse abgenommen werden, die eine den Ausgangsimpulsen
40 (F i g. 2 c) entgegengesetzte Polarität haben. Durch Umpolen der Dioden 20, 22 in F i g. 1 lassen sich
auch mit der Ausgangsspeicherdiode 20 positive Ausgangsimpulse 40 erzeugen.
Zur Steuerung der Form der Ausgangsimpulse eignet sich, besonders bei hohen Frequenzen, ein
Impulsformerkreis der in F i g. 4 dargestellten Art. In F i g. 4 sind Teile, die schon in F i g. 1 vorgekommen
waren, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei dem in F i g. 4 dargestellten Kreis wird eine
vom Generator 12 erzeugte hochfrequente Wechselspannung über eine Eingangshochfrequenzleitung 50
fester Länge L der Reihenschaltung aus Ausgangsund Speichersteuerdioden 20 bzw. 22 zugeführt. Die
Hochfrequenzleitung 50 ist als Koaxialleitung mit einem geerdeten Außenleiter 52 und einem beispielsweise
durch isolierende Abstandshalter vom Außenleiter isolierten Innenleiter 54 dargestellt. Man kann
auch andere Arten von Hochfrequenzleitungen oder Wellenleitern verwenden, z. B. Mikrostreifenleitungen
oder Bandleitungen. Am Generatorende der Leitung 50 ist ein Widerstand 56 zwischen Außenleiter
52 und Innenleiter 54 geschaltet. Der Widerstand 56 ist so gewählt, daß das mit dem Generator
12 verbundene Eingangsende der Leitung mit dem Wellenwiderstand Z0 der Leitung 50 abgeschlossen
ist. Bei dem Widerstand 56 kann es sich um einen einfachen Widerstand oder irgendeinen geeigneten
bekannten Isolator handeln. Ein Leitungsisolator ist besonders in den Fällen zweckmäßig, wenn z. B. die
Innenimpedanz des Generators 12 frequenzabhängig ist und mit einem einfachen Widerstand daher nicht
ohne weiteres eine Anpassung erreicht werden kann. Die Kathode der Steuerdiode 22 ist mit dem Innenleiter
54 und die Kathode der Ausgangsdiode 20 mit dem Außenleiter 52 der Hochfrequenzleitung 50 verbunden.
Das Ausgangsende der Leitung 50 ist also durch die Reihenschaltung der Speicherdioden 20,
22 abgeschlossen.
Ein Ende einer längenveränderlichen Abstimmoder Stichleitung 60 ist der Ausgangspeicherdiode 20
parallel geschaltet. Die Stichleitung 60 enthält einen mit der Anode der Diode 20 verbundenen Innenleiter
62 und einen geerdeten Außenleiter 64, sie setzt sich aus einem festen Abschnitt 66 und einem
zur Längenänderung der Leitung koaxial verschiebbaren Abschnitt 68 zusammen. Das der Diode 20
abgewandte Ende der Stichleitung 60 ist offen dargestellt, es könnte ebensogut kurzgeschlossen sein.
Der Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 20, 22 ist mit der Kathode 76 einer gewöhnlichen
ίο Halbleiterdiode 77 gekoppelt, deren Anode an den
Innenleiter 80 einer Ausgangs-Hochfrequenzleitung 82 angeschlossen ist. Der Außenleiter 84 der Ausgangsleitung
82 liegt an Masse. An das Ausgangsende der Leitung 82 ist ein Verbraucher angeschlos-
sen, der in Fig. 4 als Widerstand dargestellt ist. Der
Wellenwiderstand der Ausgangs-Hochfrequenzleitung 82 ist entsprechend der Impedanz des Verbrauchers
86 gewählt. Die Speicherdioden 20,22 und die Halbleiterdiode 77 können in einem Mikrowellen-T-Glied
mit Koaxialanschlüssen für die Leitungen 50, 82 und die Stichleitung 60 montiert sein. Der Wellenwiderstand
der Leitungen 50, 82 und der Stichleitung 60 kann einfach 50 Ohm betragen.
Der Hochfrequenzimpulsgenerator 12 der F i g. 4 liefert Ausgangsimpulse mit einer im Megahertzbereich
liegenden Folgefrequenz. Die Form der Ausgangsimpulse läßt sich durch Änderung der Länge
der Stichleitung 60 beeinflussen. Die vom Generator 12 erzeugten sinusförmigen Schwingungen laufen also
zuerst die Hochfrequenzleitung 50 der Länge L zu der Reihenschaltung aus den Dioden 20, 22. Die am
Ausgangsende der Leitung ankommenden Sinusschwingungen erzeugen an der Ausgangsspeicherdiode
20 Ausgangsimpulse entsprechend den Impulsen 40 der Fig. 2c. Die der Leitung 50 durch die
Speicherdioden 20, 22 dargebotene nichtlineare und zeitlich veränderliche Impedanz ergibt eine Fehlanpassung,
die eine Reflexion der Ausgangsimpulse zum Generatorende der Leitung 50 zur Folge hat.
Die reflektierten Impulse werden von der Abschlußimpedanz 56 absorbiert, so daß die Impulse vom
Generatorende der Leitung 50 praktisch nicht reflektiert werden. Die von der Ausgangsspeicherdiode 20
erzeugten Impulse laufen gleichzeitig in die Stichleitung 60. An dem offenen Ende der Stichleitung 60
werden die Ausgangsimpulse mit gleicher Polarität zum Eingangsende der Stichleitung 60, also zur
Diode 20 reflektiert. Wenn das Ende der Stichleitung 60 kurzgeschlossen wäre, würden die Impulse ebenso
falls reflektiert, aber mit entgegengesetzter Polarität. Die reflektierten Impulse verändern die Form der
Ausgangsimpulse und im Gleichgewichtszustand entstehen für jede Längeneinstellung der Stichleitung 60
Ausgangsimpulse einer bestimmten, gleichbleibenden Form. Die Veränderung der Form der anfänglich
durch die Speicherdiode 20 erzeugten Impulse konnte bisher noch nicht exakt theoretisch erfaßt werden,
anscheinend spielen eine Reihe von Faktoren mit. Die Länge der Stichleitung 60 bestimmt die Phase
der reflektierten Impulse und damit die Komponenten, die zu dem anfänglich erzeugten Impuls addiert
und/oder von diesem subtrahiert werden. Außerdem, was wahrscheinlich noch wichtiger ist, ändert die
Phase der reflektierten Impulse sowohl die Speicherzeit als auch die Intervalle hoher Leitfähigkeit der
Speicherdiode 20, wodurch wiederum die Form der Ausgangsimpulse beeinflußt wird. Man kann also
eine Vielzahl von Schwingungsformen erzeugen.
Die an der Speicherdiode 20 erzeugten negativen Ausgangsimpulse werden durch die Diode 77 in die
Ausgangsleitung 82 injiziert und zu dem angepaßten Verbraucher 86 übertragen. Die Polung der Diode
77 verhindert, daß ein positiver »Brumm« in die Ausgangsleitung 82 übertragen wird. Der Verbraucher
86 wird also mit hochfrequenten negativen Impulsen gespeist. Selbstverständlich kann man mit der
in Fig. 4 dargestellten Schaltung auch hochfrequente positive Ausgangsimpulse erzeugen, wenn man einfach
alle Dioden 20, 22, 77 umpolt.
Es ist zwar erwünscht, aber nicht notwendig, daß das dem Generator 12 benachbarte Ende der Eingangsleitung
50 mit einer angepaßten Impedanz 56 abgeschlossen ist. Man kann auch eine fehlangepaßte
Impedanz, wie einen induktiven Abschluß, verwenden, um Energie vom Generator 12 auf die Eingangsleitung
50 zu koppeln. Eine solche Induktivität kann, von dem mit den Dioden 20, 22 verbundenen
Ende der Leitung aus als Kurzschluß erscheinen. Bei einer derart erwählten Impedanz treten Reflexionen
auf, die die Form der Ausgangsimpulse ähnlich ändern wie die Stichleitung 60. Durch die Stichleitung
läßt sich jedoch die Form der Ausgangsimpulse leichter steuern.
Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die Steuerspeicherdiode 22 in dem Kreis der F i g. 4 und auch
im Kreis der Fig. 1 nicht unbedingt erforderlich. Die Form der von den Kreisen erzeugten Ausgangsimpulse
ist jedoch beim Fehlen der Steuerdiode 22 im allgemeinen nicht so günstig wie bei Kreisen, die
die Steuerspeicherdiode 22 enthalten.
Die Hochfrequenzleitung 50 kann eine feste Länge L haben. Wenn die Ausgangsfrequenz des
Generators 12 zur Änderung der Frequenz der Ausgangsimpulse verstellt wird, wird die Stichleitung 16
ebenfalls geändert, um zu gewährleisten, daß erstens überhaupt Ausgangsimpulse entstehen und zweitens
diese Impulse die gewünschte Form haben. Für jede Frequenzeinstellung des Generators 12 ergibt eine
Verstellung der Stichleitung 60 von der einen Extremstellung zur anderen eine Vielzahl von Impulsformen
einschließlich Impulsen verschwindender Amplitude, so daß also sowohl geeignete als auch
unzweckmäßige Impulsformen auftreten. Je nach der Länge der Stichleitung 60 und der Frequenz der
vom Generator 12 gelieferten Impulse wird der ■Variationsbereich mehrfach durchlaufen. Für jede
spezielle Frequenz des Generators 12 liefert eine bestimmte Einstellung der Stichleitung eine bestimmte
reproduzierbare Ausgangsimpulsform.
Der in F i g. 4 dargestellte Impulsgenerator liefert Ausgangsimpulse, deren Folgefrequenz im Mikrowellenbereich
zwischen weit auseinander liegenden Grenzen geändert werden kann. Die Amplitude der
Impulse läßt sich ebenfalls mittels des (Sinus)-Generators 12 verändern. Im Mikrowellenbereich, in dem
eine Verstärkung von Impulsen relativ schwierig ist, während Schwingungen einer bestimmten Frequenz
leicht verstärkt werden können, wird also das sinusförmige Ausgangssignal des Generators 12 auf
irgendeine gewünschte Amplitude verstärkt, bevor es der Eingangsleitung 50 zugeführt wird. Die Amplitude
der Ausgangsimpulse entspricht dann der der sinusförmigen Signale, und die angegebene Schaltungsanordnung
ermöglicht es daher ohne Schwierigkeiten Impulse hoher Leistung bei Mikrowellenfrequenzen
zu erzeugen.
In Fig. 5 und 6 sind eine Anzahl von häufig gebrauchten Impulsformen dargestellt, die Folgefrequenz beträgt dabei 100 bzw. 300MHz. Fig. 5 zeigt, daß für verschiedene Einstellungen der Stichleitung 60 einmal schmale Impulse α und das andere Mal einigermaßen rechteckige Impulse b erhalten
In Fig. 5 und 6 sind eine Anzahl von häufig gebrauchten Impulsformen dargestellt, die Folgefrequenz beträgt dabei 100 bzw. 300MHz. Fig. 5 zeigt, daß für verschiedene Einstellungen der Stichleitung 60 einmal schmale Impulse α und das andere Mal einigermaßen rechteckige Impulse b erhalten
ίο werden. Der Amplituden- und Zeitmaßstab gilt für
beide Kurven der F i g. 5. Außer den beiden dargestellten Impulsformen lassen sich noch viele andere
herstellen.
Fig. 6 zeigt Impulse, deren Folgefrequenz
Fig. 6 zeigt Impulse, deren Folgefrequenz
300 MHz beträgt. Die Grundlinie der in Fig. 6 dargestellten
Impulse ist etwas wellig. Die Einstellung der Stichleitung 60 wurde so gewählt, daß diese
hochfrequente Grundlinienwelligkeit des Impulszuges möglichst klein war. Die nach der Abstimmung der
ao Stichleitung resultierenden Impulse sind in F i g. 6 im selben Zeitmaßstab wie die Impulse der Fig. 5
dargestellt. Der Impulszug & der F ig. 6 hatte kleinere Grundlinienwelligkeit.
Durch die Abstimmung der Stichleitung kann nicht nur die Form der Ausgangsimpulse geändert werden,
man kann vielmehr auch unter gewissen Bedingungen eine Einstellung finden, bei der jeder zweite von der
Speicherdiode 20 erzeugte Impuls unterdrückt wird. Man kann also Ausgangsimpulse erzeugen, deren
Folgefrequenz die Hälfte der Frequenz der vom Generator 12 gelieferten Signale beträgt.
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Impulsen aus einer Wechselspannung mittels
einer Speicherdiodenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherdiodenanordnung
(20) eine Abstimmstichleitung (60) parallel geschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Wechselspannung zwei mit entgegengesetzter
Polung in Reihe geschalteten Speicherdioden zugeführt und die Impulse parallel zur
einen Speicherdiode abgenommen, sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Leiter (62) der
Abstimmstichleitung (60) an den Verbindungspunkt der beiden Dioden (20, 22) und ein zweiter
Leiter (64) der Abstimmstichleitung an die diesem Verbindungspunkt abgewandte Klemme derjenigen
Speicherdiode (20), an der die Ausgangsimpulse abgegriffen werden, angeschlossen sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherdiodenanordnung
(20, 22) über eine Wellenleitung (50) an einen Wechselspannüngsgenerator (12) angeschlossen ist und das dem Wechselspannungsgenerator
abgewandte Ende dieser Wellenleitung abschließt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das generatorseitige
Ende der Wellenleitung (50) mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 3 076 902.
USA.-Patentschrift Nr. 3 076 902.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US268196A US3201612A (en) | 1963-03-26 | 1963-03-26 | Storage-diode pulse generator employing tuning transmission line for altering shape of output pulses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1217432B true DE1217432B (de) | 1966-05-26 |
Family
ID=23021888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DER37545A Pending DE1217432B (de) | 1963-03-26 | 1964-03-25 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Impulsen aus einer Wechselspannung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3201612A (de) |
| DE (1) | DE1217432B (de) |
| GB (1) | GB1046284A (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3333203A (en) * | 1964-10-06 | 1967-07-25 | William R Baker | Pulse generator with standing wave energy storage |
| US7104131B2 (en) * | 2004-03-17 | 2006-09-12 | Battelle Energy Alliance, Llc | Ultrasonic pulser-receiver |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3076902A (en) * | 1961-03-30 | 1963-02-05 | Hewlett Packard Co | Pulse circuits using diffused junction semiconductor devices |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3089961A (en) * | 1958-01-03 | 1963-05-14 | Sperry Rand Corp | Binary logic circuits employing transformer and enhancement diode combination |
-
1963
- 1963-03-26 US US268196A patent/US3201612A/en not_active Expired - Lifetime
-
1964
- 1964-03-13 GB GB10755/64D patent/GB1046284A/en not_active Expired
- 1964-03-25 DE DER37545A patent/DE1217432B/de active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3076902A (en) * | 1961-03-30 | 1963-02-05 | Hewlett Packard Co | Pulse circuits using diffused junction semiconductor devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3201612A (en) | 1965-08-17 |
| GB1046284A (en) | 1966-10-19 |
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