DE2318493A1

DE2318493A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR STABILIZING THE ELECTRON DISCHARGE CURRENT IN AN ELECTRON TUBE

Info

Publication number: DE2318493A1
Application number: DE2318493A
Authority: DE
Inventors: Zed J Oak Brook Atlee; George L Fulton; Robert M Gager
Original assignee: Picker Corp
Current assignee: Philips Nuclear Medicine Inc
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1973-11-29
Also published as: JPS4943588A; CA980011A; US3783287A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R Vficka^nn, 2318493Patent attorneys Dipl.-Ing. R Vficka ^ nn, 2318493

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipping. F. A.¥eickmann, D1PL.-CHEM. B. HuberDipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipping. F. A. ¥ eickmann, D1PL.-CHEM. B. Huber

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8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 8208 MUNICH 86, POST BOX 860 820

Pieker Corporation möhlstrasse 22, rufnummer 9« 3921/22Pieker Corporation Möhlstrasse 22, phone number 9 «3921/22

595 Miner Road,595 Miner Road,

Cleveland, Ohio 44124/V.St.A.Cleveland, Ohio 44124 / V.St.A.

Schaltungsanordnung zur Stabilisierung des Elektronen-EntladungsStroms in einer Elektronenröhre
I Circuit arrangement for stabilizing the electron discharge current in an electron tube
I.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stabilisierung des in einer Elektronenröhre zwischen einer thermionischen Kathode und einer Anode durch eine Hochspannung erzeugten Elektronen-Entladungsstroms. *The invention relates to a circuit arrangement for stabilization des in an electron tube between a thermionic cathode and an anode by a high voltage generated electron discharge current. *

Röhren der hier in Betracht kommenden Art sind beispielsweise Röntgenröhren oder andere mit Hochspannung gespeiste Elektronen-Entladungsanordnungen. Besondere Anwendung findet die Erfindung in einer elektrischen Schaltung zum Betrieb einer Röntgenröhre mit einer Stabilisierungselektrode bereits vorgeschlagener Art, mit der der Anodenstrom der Röhre praktisch konstant gehalten werden kann. Schaltungsanordnungen zur Stabilisierung des Elektronenstroms in Röntgenröhren sind beispielsweise durch die US-Patentschriften 2 617 045 und 2 810 838 bekannt. Die Stabilisierung erfolgt bei diesen Schaltungen durch Einstellung des Heizstroms, der durch den Kathodenheizfaden fließt und mit dem der Elektronenemissionsstrom der Kathode geändert werden kann. Dieses Verfahren arbeitet zufriedenstellend bei Violframkathoden, die auf eine extrem hohe Temperatur während des normalen Betriebs erhitzt werden, so daß eineTubes of the type under consideration here are, for example, X-ray tubes or others fed with high voltage Electron discharge assemblies. The invention finds particular application in an electrical circuit for operation an X-ray tube with a stabilization electrode of the type already proposed, with which the anode current the tube can be kept practically constant. Circuit arrangements for stabilizing the electron flow in X-ray tubes are known, for example, from US Pat. Nos. 2,617,045 and 2,810,838. The stabilization takes place in these circuits by setting the heating current that flows through the cathode filament and with which the electron emission current of the cathode can be changed. This method works satisfactorily with Violframkathoden, which at an extremely high temperature be heated during normal operation, so that a

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Erhitzung und Abkühlung des Heizfadens zur Einstellung-des EmissionsStroms durch Änderung des Heizstroms schnell durchführbar ist₀ Diese Art der Stabilisierung ist jedoch für einige Anwendungen von Röntgenröhren zu langsam, in denen thorierte Wolframfäden verwendet werden, da. sie bei viel niedrigeren Temperaturen als reine Wolframfäden arbeiten und daher langsamer abkühlen. Sollen beispielsweise schnelle Bestrahlungen! von weniger als ca. 0,5 Sekunden Dauer durchgeführt werden, so können Röntgenröhren mit thorierten Wolfram· fäden unter Anwendung der bekannten Stabilisierungsschaltungen nicht eingesetzt werden, ohne einen gewissen Kompromiß hinsichtlich des,Stabilisierungsgrades einzugehen, da sie den Anodenstrom nicht schnell genug stabilisieren.Heating and cooling of the filament emission current of the setting-by changing the heating current carried out quickly is ₀ This type of stabilization is, however, used for some applications of X-ray tubes to slowly where thoriated tungsten filaments since. they work at much lower temperatures than pure tungsten filaments and therefore cool down more slowly. Should, for example, rapid irradiations! are carried out for less than about 0.5 seconds, X-ray tubes with thoriated tungsten filaments cannot be used using the known stabilization circuits without making a certain compromise with regard to the degree of stabilization, since they do not stabilize the anode current quickly enough.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine verbesserte Stabilisierungsschaltung anzugeben, die ein schnel-.les Ansprechverhalten zeigt und den Anodenstrom einer Röntgenröhre oder einer anderen Elektronen-Entiadungsanordnung praktisch konstant hält.The object of the invention is therefore to provide an improved Specify stabilization circuit that shows a fast response behavior and the anode current of an X-ray tube or another electron discharge arrangement keeps practically constant.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß eine den Elektronenstrom an der Anode auswertende Schaltung eine Stabilisierungsspannung an eine in der Elektronenröhre vorgesehene Stabilisierungselektrode liefert, durch die ein Teil der Elektronen auf die Stabilisierungselektrode geleitet wird, und daß diese Schaltung ferner die Stabilisierungsspannung entsprechend Elektronenstromänderungen derart ändert, daß der Elektronenstrom an der Anode konstant bleibt.A circuit arrangement of the type mentioned is for This object is achieved according to the invention in such a way that that a circuit evaluating the electron current at the anode applies a stabilization voltage to one in the electron tube provided stabilization electrode supplies, through which part of the electrons on the stabilization electrode is conducted, and that this circuit also adjusts the stabilization voltage in accordance with changes in the electron current changes in such a way that the electron current at the anode remains constant.

Der Stabilisierungselektrode wird also eine Stabilisierungsspannung zugeführt, die proportional jeder Änderung des Anodenstroms ist. Diese Stabilisierungsspannung hat eine Polarität und Amplitude, die eine Verringerung der Anodenstromände-The stabilization electrode thus becomes a stabilization voltage fed proportional to any change in anode current is. This stabilization voltage has a polarity and amplitude that reduces the anode current changes.

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rungen zur Folge hat. Sine Schaltungsanordnung nach der Erfindung eignet sich besonders für impulsmäßig gesteuerte Röntgenröhren beispielsweise in der Kineradiographie, sie kann für eine Röntgenröhre angewendet werden, die zwei Kathodenheizfäden hat, deren einer für Niederstrom-Fluoroskopie und deren anderer für Hochstrom-Punktfilmradiographie vorgesehen ist.has the consequence. Its circuit arrangement according to the invention is particularly suitable for pulse-controlled X-ray tubes, for example in cine radiography, they can be used for an x-ray tube that has two cathode filaments, one for low current fluoroscopy and others for high current point film radiography is provided.

Die separate Stabilisierungselektrode kann' in der Röntgenröhre bezüglich der Anode hinter dem Kathodenheizfaden angeordnet sein. Sie spricht unmittelbar auf ihre Steuergröße an und sammelt einen Teil der emittierten Elektronen, \vodurch der Elektronen-Sntladungsstrom zur Anode hin reduziert wird. Die Menge der gesammelten Elektronen ändert sich dabei entsprechend der Amplitude der Stabilisierungsspannung, so daß der Anodenstrom praktisch konstant gehalten wird. Diese Stabilisierungsschaltung arbeitet praktisch verzögerungsfrei, da ihr Betrieb nicht von der Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit des Kathodenheizfadens abhängt.The separate stabilization electrode can be arranged in the X-ray tube with respect to the anode behind the cathode filament be. It responds directly to its control variable and collects part of the emitted electrons through it the electron discharge current to the anode is reduced. The amount of electrons collected changes accordingly the amplitude of the stabilization voltage, so that the anode current is kept practically constant. These Stabilization circuit works practically without delay, since its operation is not dependent on the heating and cooling speed depends on the cathode filament.

Die StabiIisierungsschaltung nach der Erfindung kann ferner mit einer zweiten Stabilisierungsschaltung arbeiten, die durch ein Steuersignal proportional der Stabilisierungsspannung der ersten Schaltung angesteuert wird und den Heizstrom des Kathodenheizfadens ähnlich wie bereits bekannt ändert. Die zweite Stabilisierungsschaltung übernimmt dabei allmählich die Stabilisierung des Anodenstroms von der ersten Stabilisierungsschaltung und verringert die Stabilisierungsspannung. Dadurch ergibt sich ein wirksamerer Betrieb, der eine unzweckmäßige Erwärmung der Stabil!- sierungselektrode durch den Elektronen-Entladungsstrora verhindert. Zwischen einer den Anodenstrom überwachenden Anordnung im Hochspannungsnetzgerät und dem. Eingang der ersten Stabilisierungsschaltung kann eine LichtSignalkopplung vorgesehen sein, die das Stabilisierungs-SpannungssignalThe stabilization circuit according to the invention can also work with a second stabilization circuit, which is controlled by a control signal proportional to the stabilization voltage of the first circuit and the The heating current of the cathode filament changes similarly to what is already known. The second stabilization circuit takes over thereby gradually stabilizing the anode current from the first stabilizing circuit and reducing the Stabilization voltage. This results in a more effective operation, which prevents inexpedient heating of the Stabil! - sizing electrode prevented by the electron discharge current. Between an arrangement in the high-voltage power supply unit that monitors the anode current and the. Entrance of the first Stabilization circuit can be a light signal coupling be provided that the stabilization voltage signal

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ohne eine Hochspannungsisolation,erzeugt. Eine ähnliche Lichtkopplung ist zwischen dem Ausgang der ersten Stabilisierungsschaltung und dem Eingang eines Differenzverstärker in der" zweiten Stabilisierungssehaltung vorgesehen, wobei dieser ein Steuersignal zugeführt wird, das proportional dem Stabilisierungsspannungssignal der ersten Stabilisierungsschaltung ist.without high voltage insulation. A similar light coupling is between the output of the first stabilization circuit and the input of a differential amplifier in the " second stabilization circuit is provided, this being supplied with a control signal proportional to the stabilization voltage signal of the first stabilization circuit.

Eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung eignet sich also 'vorzüglich für impulsmäßig gesteuerte Röntgeneinrichtungen mit Röhren, in denen Kathodenfäden aus thoriertem Ivolfram verwendet sind. Sie ermöglicht ein schnelles Stabilisieren des zwischen der Kathode und der Anode solcher Röhren erzeugten Elektronenstroms.A circuit arrangement according to the invention is therefore particularly suitable for pulse-controlled X-ray devices with tubes in which cathode threads made of thoriated Ivolfram are used. It enables the rapid stabilization of the generated between the cathode and the anode of such tubes Electron flow.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is described below with reference to the figures. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Stabilisierungsschaltung nach der Erfindung und-Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of a stabilization circuit according to the invention and

Fig. 2 die schaltungstechnische Ausführung der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung,FIG. 2 shows the circuit design of the circuit shown in FIG facility shown,

In Fig. 1 ist eine StabiIisierungsschaltung nach der Erfindung dargestellt, in der eine Röntgenröhre 10 oder eine andere Elektronen-Entladungsanordnung mit einer Anode 12 und einer thermionischen Kathode 14 vorgesehen ist, die normalerweise eine Heizfadenkathode aus thoriertem Wolfram ist, jedoch' auch eine indirekt'geheizte Kathode mit einem separaten Heizfaden sein kann. Eine Stabilisierungselektrode 16 ist in dem evakuierten Kolben außerhalb des Fokussierungsfeldes. der Kathode angeordnet und sitzt vorzugsweise bezüglich der Anode 12 hinter der Kathode 14. Diese Position der Stabilisierungselektrode 16 ist erforderlich, um eine Defokussierung des Elektronenstrahls durch das Stabilisierungssignal und eineIn Fig. 1 is a stabilization circuit according to the invention shown, in which an x-ray tube 10 or other electron discharge arrangement with an anode 12 and a thermionic cathode 14 is provided, which is normally is a filament cathode made of thoriated tungsten, but 'also an indirectly' heated cathode with a separate one Can be filament. A stabilizing electrode 16 is in the evacuated flask outside of the focus field. the cathode and is preferably located behind the cathode 14 with respect to the anode 12. This position of the stabilization electrode 16 is required to defocus of the electron beam through the stabilization signal and a

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Änderung des Fokussierungspunktes auf der Anode 12 zu verhindern. Die Quelle für die Röntgenstrahlen, die durch einen solchen Punkt gebildet ist, ändert ihre Größe mit Änderungen der Stabilisierungsspannung nicht. Zusätzlich ist eine Steuerelektrode 18 zwischen der Kathode 14 und der Anode 12 vorgesehen, mit der die Röntgenröhre impulsweise ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Steuerelektrode 18 ist als Gitter dargestellt, in praktischer Ausführung kann sie jedoch eine Fokussierungselektrode sein, die wie eine Kathodenschale ausgebildet ist, und deren Form bereits vorgeschlagen wurde. Diese Steuerelektrode ist im Ruhezustand so vorgespannt, daß die Kathode 14 gesperrt ist. Durch eine positivere Spannung wird sie vorübergehend impulsmäßig so angesteuert, da3 ein Elektronen-Sntladungsstrom zwischen der Kathode 14 und der Anode 12 fließen kann. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Erwärmung des Kathodenfadens 14 auch bei gesperrter Röhre, so daß die Röhre eine schnellere Emission zeigt, wenn sie impulsmäßig aufgesteuert wird. Dies ist sehr vorteilhaft für die Kineradiographie, da hier schnelle Impulse mit hohen Stromwerten benötigt werden. Zusätzlich kann ein zweiter Kathodenfad-en 20 in der Röhre vorgesehen sein, der eine kontinuierliche Elektronenentladung mit niedrigen Stromwerten während der Fluoroskopie erzeugt, so daß ein Patient auch niedrigen Röntgenstrahlungswerten ausgesetzt werden kann.To prevent changing the focus point on the anode 12. The source of the X-rays coming through a such point is formed does not change in size with changes in the stabilization voltage. There is also a control electrode 18 is provided between the cathode 14 and the anode 12, with which the X-ray tube is switched on and off in pulses can be. The control electrode 18 is shown as a grid, in a practical embodiment, however, it can be a Be a focusing electrode which is shaped like a cathode cup and the shape of which has already been proposed. This control electrode is biased in the idle state that the cathode 14 is blocked. With a more positive tension it is temporarily driven in such a way that an electron discharge current between the cathode 14 and the anode 12 can flow. This enables continuous heating of the cathode thread 14 even when it is blocked Tube so that the tube shows faster emission when pulsed open. This is very beneficial for cine radiography, as fast impulses with high current values are required here. In addition, a second Cathode filaments 20 may be provided in the tube, allowing a continuous electron discharge with low current values generated during fluoroscopy so that a patient will also be exposed to low levels of x-rays can.

Ein Hochspannungstransformator 22 ist mit seiner positiven Klemme von ca« +50 kV mit der Anode 12 verbunden,.während seine negative Klemme von ca. -50 kV an einer Steuerelektroden-Speiseschaltung 24 liegt, die ihrerseits mit einer gemeinsamen Leitung 26 beider Kathodenheizfaden 14 und 20 verbunden ist. Ein weiterer Ausgang der Steuerelektroden-Speiseschaltung 24 ist über eine Leitung-28 mit der Steuerelektrode IS verbunden und führt ihr positive Spannungsim- ,A high voltage transformer 22 is positive with its Terminal of approx. +50 kV connected to the anode 12, while its negative terminal of approx. -50 kV on a control electrode supply circuit 24, which in turn is connected to a common line 26 for both cathode filaments 14 and 20 connected is. Another output of the control electrode supply circuit 24 is connected to the control electrode IS via a line 28 and carries its positive voltage im-,

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pulse von ca. -55*5 kV Ruhewert und -50,0 kV Spitzenwert zu, mit denen die Röntgenröhre vorübergehend aus ihrem normalerweise gesperrten in den durchlässigen Zustand geführt wird. Diese Impulse werden durch eine Impuls schaltung J>0 erzeugt, die einen Lichtimpuls yi liefert, der durch einen fotoelektrisch^. Detektor in der Speiseschaltung 24 ausgewertet wird. Die Dauer des Lichtimpulses J52 bestimmt somit die Breite dei' am Ausgang 28 erzeugten Spannungsimpulse.pulse of approx. -55 * 5 kV rest value and -50.0 kV peak value, with which the X-ray tube is temporarily moved from its normally blocked state into a permeable state. These pulses are generated by a pulse circuit J> 0 , which delivers a light pulse yi , which by a photoelectrically ^. Detector in the feed circuit 24 is evaluated. The duration of the light pulse J52 thus determines the width of the voltage pulses generated at the output 28.

Die Stabilisierungselektrode 16 ist über eine Leitung -J mit dem Ausgang einer Stabilisierungs-Speiseschaltung mit Verstärker 36-verbunden, deren Eingang ein Lichtsignal 38 zugeführt wird, welches durch eine Anodenstromüberwachungsschaltung 40 erzeugt wird. Diese ist mit dem Hochspannungstransformator 26 verbunden, so daß sie Änderungen des Elektronen-EntladungsStroms von einer der Kathoden 14 und 20 zur Anode 12 der Röntgenröhre auswertet und ein entsprechendes Lichtsignal 58 erzeugt, das auf einen fotoelektrischen Detektor in der Stabilisierungs-Speiseschaltung J>S einwirkt. Diese"erzeugt an ihrem Ausgang jJ²*- eine entsprechende Stabilisierungsspannung. Die Stabilisierungsspannung ist proportional der Intensität des Liohtsignals ^8 und hat eine solche Polarität, daß sie der in der Schaltung 40 ausgewerteten Änderung des Anodenstroms entgegenwirkt. Wenn der Strom an der Anode 12 abfällt, wird also ein negativ verlaufendes Stabilisierungssignal der Stabilisierungselektrode 16 zugeführt, so daß weniger emittierte Elektronen an der Stabilisierungselektrode gesammelt und mehr emittierte Elektronen von der Anode 12 angezogen werden und der Anodenstrom auf seinen vorbestimmten Wert ansteigt., Umgekehrt ergibt sich bei ansteigendem Anpdenstrom ein positiv verlaufendes Stabilisierungssignal auf der Leitung ~5h, wodurch mehr emittierte Elektronen von der Stabilisierungselektrode 16 angezogen werden. Dadurch wird die Anzahl der zur Anode 12 emittierten Elektronen verringert und derThe stabilization electrode 16 is connected via a line -J to the output of a stabilization feed circuit with amplifier 36, the input of which is supplied with a light signal 38 which is generated by an anode current monitoring circuit 40. This is connected to the high-voltage transformer 26 so that it evaluates changes in the electron discharge current from one of the cathodes 14 and 20 to the anode 12 of the X-ray tube and generates a corresponding light signal 58 which acts on a photoelectric detector in the stabilization feed circuit J> S . This "generates a corresponding stabilization voltage at its output jJ ² * -. The stabilization voltage is proportional to the intensity of the light signal ^ 8 and has such a polarity that it counteracts the change in the anode current evaluated in the circuit 40 falls, a negative stabilization signal is fed to the stabilization electrode 16, so that fewer emitted electrons are collected at the stabilization electrode and more emitted electrons are attracted by the anode 12 and the anode current increases to its predetermined value traversing stabilization signal on the line ~ 5h, whereby more emitted electrons are attracted to the stabilization electrode 16. This reduces the number of electrons emitted to the anode 12 and the

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Anodenstrom auf seinen gewünschten Wert abgesenkt. Die Stabilisierungselektrode 16, die -Speiseschaltung mit Verstärker 3>6 und die Überwachungsschaltung 40 bilden also eine erste Stabilisierungsschaltung, die nach Art einer negativen Rückführung arbeitet und den Anodenstrom der Röntgenröhre praktisch konstant hält. Diese erste Stabilisxerungsschaltung hat den Vorteil, daßAnode current lowered to its desired value. The stabilization electrode 16, the feed circuit with amplifier 3> 6 and the monitoring circuit 40 thus form a first stabilization circuit, which works like a negative feedback and the anode current of the X-ray tube is practical keeps constant. This first stabilization circuit has the Advantage that

ie praktisch augenblicklich anspricht.which responds practically instantly.

Zusätzlich kann eine zweite Stabilisierungsschaltung vorgesehen sein, die,ein langsameres Anspreehverhalten hat und allmählich die Stabilisierungsfunktion von der ersten Stabilisierungsschaltung übernimmt, so daß sich ein wirksamerer Betrieb ergibt. Die zweite Stabilisierungsschaltung enthält einen Differenzverstärker 42, der als Komparator arbeitet und dessen einer Eingang 4;5 mit einer Bezugsgleichspannung am Schleifer eines Potentiometers 44 verbunden ist, dessen Anschlüsse mit dem positiven bzw. negativen Pol einer Gleichspannung verbunden sind. Der andere Eingang des Differenzverstärkers 42 erhält ein Lichtsignal 46, das vom Ausgang der Speiseschaltung 56 geliefert wird und dessen Lichtintensität dem VJert der am Ausgang J4 dieser Schaltung erzeugtenStabilisierungsspannung entspricht. Das Lichtsignal 46 wird auf einen fotoelektrischen Detektor im Differenzverstärker 42 geleitet, der eine entsprechende Eingangsspannung erzeugt, die mit der Bezugsspannung am Eingang 45 verglichen wird. Dadurch ergibt sich ein Steuersignal an den Ausgängen 48 des Differenzverstärkers 42. Dieses Steuersignal wird dem Eingang einer Stabilisierungsschaltung 50 zugeführt7 deren Ausgangssignal einem Transformator 52 für den Heizfaden zugeführt wird. Damit kann der Heizstrom für die Kathoden 14 und 20 der Röntgenröhre geändert werden. Die Kathodesnstrom-Stabilisierungsschaltung 50 kann gemäß den US-Patentschriften 2 6I7 045 oder 2 810 8j8 aufgebaut sein, so daß Eich die Impedanz in Reihe mit der PrimärwicklungIn addition, a second stabilization circuit can be provided which has a slower response behavior and gradually takes over the stabilization function from the first stabilization circuit, so that more efficient operation results. The second stabilization circuit contains a differential amplifier 42 which works as a comparator and whose one input 4; 5 is connected to a DC reference voltage on the wiper of a potentiometer 44, whose terminals are connected to the positive or negative pole of a direct voltage. The other input of the differential amplifier 42 receives a light signal 46 which is supplied by the output of the feed circuit 56 and whose light intensity corresponds to the VJert of the stabilization voltage generated at the output J4 of this circuit. The light signal 46 is directed to a photoelectric detector in the differential amplifier 42, which generates a corresponding input voltage which is compared with the reference voltage at the input 45. This results in a control signal at the outputs 48 of the differential amplifier 42. This control signal is fed to the input of a stabilization circuit 50, the output signal of which is fed to a transformer 52 for the filament. This allows the heating current for the cathodes 14 and 20 of the X-ray tube to be changed. The Kathodesnstrom-stabilizing circuit 50 can be constructed to US Patents 2 6I7 045 or 2810 according to 8j8, so that the calibration impedance in series with the primary winding

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des Heiztransformators ändert und damit der Heizstrom in der Sekundärwicklung dieses Transformators für die Kathodenheizfäden 14 und 20 entsprechend variiert»of the heating transformer changes and thus the heating current in the Secondary winding of this transformer for cathode filaments 14 and 20 varies accordingly »

Diese zweite S tabi Ii sie rungs schaltung 42, 50* 52 arbeitet langsamer als'die erste und hält auch den Anodenstrom der Röntgenröhre praktisch konstant. Sie übernimmt allmählich die Funktion «her ersten' Stabilisierungsschaltung«, v;enn der Anodenstrom üjoer einen vorgegebenen Wert ansteigt, wird am Ausgang J4 der Stabilisierungs-Speiseschaltung ^o eineThis second setting circuit 42, 50 * 52 works slower than the first and also keeps the anode current of the X-ray tube practically constant. She is gradually taking over the function "her first 'stabilization circuit", v; enn der Anode current over a predetermined value increases, at output J4 of the stabilization feed circuit ^ o a

positiv verlaufende Stabilisierungsspannung erzeugt, und es wird ein entsprechendes Lichtsignal 46 dem Differenzverstärker 42 zugeführt, der dieses Signal mit der Bezugsspannung 4j vergleicht und' ein Steuersignal am Ausgang 48 erzeugt. Dieses Steuersignal verringert den_ Heizstrom im Heizfaden 14, so daß die Temperatur dieses Heizfadens entsprechend abgesenkt und die jilektronenemission verringert wird» Dadurch fällt der Anodenstrom ab, und das,Lichtsignal yo der Überwachungsschaltung 4o verringert seine Intensität. Damit wird wiederum-die Stabilisierungsspannung J>h und die Intensität des Lichtsignals 46 verringerte Dieser Vorgangsetzt sich fort, bis der Anodenstrom der Röntgenröhre auf dem vorgegebenen Wert stabilisiert' ist. Zu diesem Zeitpunkt hat das Ausgangssignal am Ausgang 48 des DifferenzVerstärkers 42 den Wert Null.positive stabilizing voltage is generated, and a corresponding light signal 46 is fed to the differential amplifier 42, which compares this signal with the reference voltage 4j and generates a control signal at the output 48. This control signal reduces the heating current in the filament 14, so that the temperature of this filament is correspondingly lowered and the electron emission is reduced. As a result, the anode current falls and the light signal yo of the monitoring circuit 4o reduces its intensity. This in turn reduces the stabilization voltage J> h and the intensity of the light signal 46. This process continues until the anode current of the X-ray tube is stabilized at the predetermined value. At this point in time, the output signal at the output 48 of the differential amplifier 42 has the value zero.

Es sei bemerkt, daß ein Wählschalter 54· iⁿ Reihe mit einer Netzwechselspannung 56 vorgesehen sein kann, so daß wahlweise die Netzwechselspannung der Primärwicklung des Heiztransformators entweder für den Hochstromheizfaden 14 oder den Niederstromheizfaden 20 zugeführt werden kann. Zusätzlich ist es möglich, den Schalter 54 zur wahlweisen Einschaltung des jeweiligen Heizfadens auszunutzen, indem lediglich eine hohe Reihenimpedanz kurzgeschlossen wird, so da3 der Heiz-It should be noted that a selector 54 may be provided i ⁿ · series with an AC mains voltage 56 so that either the alternating mains voltage of the primary winding of the heating transformer for either the 14 or the Hochstromheizfaden Niederstromheizfaden 20 can be supplied. In addition, it is possible to use the switch 54 to selectively switch on the respective filament by simply short-circuiting a high series impedance so that the heating element

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strom auf einen 3missio:iswert erhöht wird. Dabei vier den die Heizströme in beiden Faden auf einem niedrigeren Ruhestrorawert gehalten, so dal3 die Ansprechgeschwindigkeit beim Umschalten zwischen den Heizfäden erhöht wird.current to a 3missio: is value is increased. There are four of them Heating currents in both filaments at a lower quiescent value held, so that the response speed when switching between the filaments is increased.

Die in Fig. 1 gezeigte Stabilisierungsanordnung kann mit einer schaltungstechnischen Ausführung nach Fig. 2 verwirklicht werden, die im folgenden unter Anwendung derselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 beschrieben wird. Der Hochspannungstransformator 22 ist ein Dreiphasentransformator mit drei Sekundärwicklungen 53, die über Dioden 60 mit einer gemeinsamen Anodenspannungsleitung 62 verbunden sind. Über diese wird eine positive Spannung von ca, +50 kV der Anode 12 der Röntgenröhre 10 zugeführt.Eine Strombegrenzungsdiode 64 ist in Reihe zwischen den Ausgangsanschluß 62 des Hochspannungstransforraators 22 und die Anode 12 der Röntgenröhre 10 geschaltet. Ferner ist ein Filter mit einem Widerstand 66 parallel zu einem Kondensator 68 zwischen der Anode der Strombegrenzungsdiode 64 und Massepotential vorgesehen. Drei weitere Sekundärwicklungen 70 des Hochspannungstransformators 22 sind über weitere Gleichrichterdioden 72 mit einer gemeinsamen Kathcdenspannungsleitung Tk verbunden und liefern eine negative Spannung von ca. -50 kV auf die gemeinsame Leitung 26 an den Kathoden 14 und 20 der Röntgenröhre 10 über die Steuerelektroden-Speiseschaltung 24. Sine weitere Strombegrenzungsdiode 76 ist in Reihe mit dem Ausgang 74 des Hochspannungstransformators 22 geschaltet. Ein Filter mit einem V.'iderstand 75 und einem parallel dazu liegenden Kondensator 77 ist zwischen die Kathode der Diode 76 und Massepotential geschaltet. Die Anode der Diode 76 ist mit einem gemeinsamen Schaltungspunkt 78 der Steuerelektroden-Speiseschaltung 24 verbunden, so daß hier eine negative Spannung von ca. -50 kV liegt. Diese Spannung dient als Bezugsspannung für die Steuerelektrode lo, die Kathoden 14The stabilization arrangement shown in FIG. 1 can be implemented with a circuit design according to FIG. 2, which is described below using the same reference numerals as in FIG. The high-voltage transformer 22 is a three-phase transformer with three secondary windings 53, which are connected to a common anode voltage line 62 via diodes 60. A positive voltage of approx. +50 kV is fed via this to the anode 12 of the X-ray tube 10. A current limiting diode 64 is connected in series between the output terminal 62 of the high-voltage transformer 22 and the anode 12 of the X-ray tube 10. Furthermore, a filter with a resistor 66 is provided in parallel with a capacitor 68 between the anode of the current limiting diode 64 and ground potential. Three further secondary windings 70 of the high-voltage transformer 22 are connected via further rectifier diodes 72 to a common cathode voltage line Tk and supply a negative voltage of approximately -50 kV to the common line 26 at the cathodes 14 and 20 of the X-ray tube 10 via the control electrode supply circuit 24. A further current limiting diode 76 is connected in series with the output 74 of the high-voltage transformer 22. A filter with a V resistor 75 and a capacitor 77 lying parallel to it is connected between the cathode of the diode 76 and ground potential. The anode of the diode 76 is connected to a common circuit point 78 of the control electrode supply circuit 24, so that there is a negative voltage of approximately -50 kV here. This voltage serves as a reference voltage for the control electrode lo, the cathodes 14

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und 20 und die Stabilisierungselektrode 16 und wird über ' eine Zenerdiode dO den Sekundärwicklungen eines Steuerelektroden-Speisetransformators 82 zugeführt«,and 20 and the stabilizing electrode 16 and is via ' a Zener diode dO the secondary windings of a control electrode feed transformer 82 supplied «,

Die Steuerelektroden-Speisespannung 24 enthält eine erste Sekundärwicklung 84 des Transformators 82, die an einen Brückengleichrichter 86 angeschaltet ist und eine positive Gleichspannung von ca. +I750 Volt an der rechten Seite des Brückengleichrichters.erzeugt. Diese Gleichspannung wird dem oberen Anschluß eines Widerstandes 88 zugeführt, An der linken Seite des Brückengleichrichters wird eine negative Gleichspannung von ca. -1750.VoIt abgenommen, die. dem unteren Anschluß des Widerstandes 83 zugeführt wird. Ein Kondensator 90 ist dern V.'iderstand 88 parallelgeschaltet und wirkt als Glättungskondensator. Der obere Anschluß dieses Filters ist über einen Strombegrenzungswiderstand 92 mit dem gemeinsamen Anschluß 26 der Kathodenheizfäden 14 und 20 der Röntgenröhre 10 verbunden. Die Steuerelektrode 18 ist über die Leitung 28 und zwei Serienwiderstände 94 und 96 mit dem gemeinsamen Schaltungspunkt 78 verbunden, so daß eine negative Spannung von ca. -50 kV an der Steuerelektrode liegt. Sine Ruhespannung von ca. -47 kV liegt an der Kathode 14 -und ergibt sich als Summe aus +5 kV am Brückengleichrichter 86 und aus -50 kV am Brückengleichrichter über eine Leitung 98. Auf diese Weise ist die Röntgenröhre im Ruhezustand mit einer Sperrspannung von ca. -5000 Volt beschaltet.The control electrode supply voltage 24 includes a first secondary winding 84 of the transformer 82, which is connected to a Bridge rectifier 86 is turned on and a positive DC voltage of approx. + I750 volts is generated on the right-hand side of the bridge rectifier. This DC voltage becomes fed to the upper terminal of a resistor 88, on the left side of the bridge rectifier is a negative DC voltage of approx. -1750.VoIt decreased that. to the lower terminal of the resistor 83 is supplied. A Capacitor 90 is connected in parallel to V resistor 88 and acts as a smoothing capacitor. The top connection of this Filters is provided with a current limiting resistor 92 the common terminal 26 of the cathode filaments 14 and 20 of the X-ray tube 10 connected. The control electrode 18 is via the line 28 and two series resistors 94 and 96 connected to the common node 78, see above that a negative voltage of approx. -50 kV on the control electrode lies. Its open-circuit voltage of approx. -47 kV is applied to the cathode 14 - and results from the sum of +5 kV am Bridge rectifier 86 and from -50 kV at the bridge rectifier via a line 98. In this way, the X-ray tube connected to a blocking voltage of approx. -5000 volts in the idle state.

Zwei Elektronenröhren 100 und 102, beispielsweise Pentoden, sind mit ihren Kathoden zusammengeschaltet und liegen an der Leitung 98, während ihre Anoden gemeinsam mit dem Strombegrenzungswiderstand 92 verbunden sind. Die Steuergitter der Röhren 100 und 102 sind über Widerstände 104 bzw. 1Oo mit " einer Quelle für positive Spannungsimpulse verbunden, dieTwo electron tubes 100 and 102, for example pentodes, are connected together with their cathodes and are located on the Line 98, while its anodes are commonly connected to the current limiting resistor 92. The control grid of the Tubes 100 and 102 are connected to " connected to a source of positive voltage pulses which

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die Röhren vorübergehend aus ihrem gesperrten in den durchlässigen Zustand überführen.· Dadurch wird die Steuerelektroden-Speiseschaltung kurzgeschlossen, so daß die gesamten 3000 Volt am Strombegrenzungswiderstand 92 abfallen. Drdurch wird die Kathodenspannung auf der Leitung 26 vorübergehend auf -50 kV verringert, so daß sie gleich der Steuerelektrodehspannung an der Leitung 28 ist« Damit wird die Sperrspannung von der Röntgenröhre entfernt und diese in den leitenden Zustand übergeführt. Die von der Kathode 14 emittierten Elektronen bombardieren die Anode 12 und erzeugen einen Röntgenstrahlenimpuls, der in der Kineradiographie zur Aufzeichnung eines Röntgenstrahlenbildes auf Film ausgenutzt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt werden die Steuerelektrode 18 und die Kathode 14 der Röntgenröhre durch einen Bezugswiderstand I08 und eine Diode 110, die zwischen den Leitungen 26 und 28 in Reihe geschaltet sind, auf übereinstimmendem Potential gehalten.the tubes temporarily from their locked into the permeable State. · This shorts the control electrode supply circuit, so that the entire 3000 volts drop across the current limiting resistor 92. Through the cathode voltage on the line 26 is temporarily reduced to -50 kV so that it is equal to the control electrode voltage on the line 28 is “This removes the reverse voltage from the X-ray tube and transfers it to the transferred to the conductive state. The electrons emitted from the cathode 14 bombard the anode 12 and generate an X-ray pulse used in cine radiography to record an X-ray image on film can be. At this time, the control electrode 18 and the cathode 14 of the X-ray tube are through a Reference resistor I08 and a diode 110 between the Lines 26 and 28 are connected in series, on coincident Potential held.

Ein Überspannungsschutzwiderstand 112 ist in Reihe mit einer Zenerdiode 114 an die Elektronenröhren 100 und 102 angeschaltet, um deren Beschädigung im Sperrzustand zu verhindern. Tritt eine Überspannung auf, so wird die Zenerdiode 114 leitend und bewirkt einen Stromfluß durch den Widerstand 112 und einen weiteren V.'iderstand lib nach Masse. Ein Viechselstrom-Kopplungskondensator II8 ist zwischen die gemeinsame Leitung 98 und den Verbindungspunkt der Widerstände und 96 geschaltet, um Spannungsänderungen abzuleiten. Die Heizspannung für die Heizfäden der Röhren 100 und 102 und die Diode 76 wird durch eine weitere Sekundärwicklung 120 des Transformators 82 geliefert, die an der gemeinsamen Leitung 9Ö liegt und über die Leitung 121 mit den Heizfäden verbunden ist. Die Schirmgitter der Röhren 100 und 102 sind über Widerstände 122 und 124 mit dem gemeinsamen Schaltungspunkt 78 verbunden, während die Bremsgitter mit der je-An overvoltage protection resistor 112 is in series with one Zener diode 114 is connected to electron tubes 100 and 102 to prevent them from being damaged in the off-state. If an overvoltage occurs, the Zener diode 114 becomes conductive and causes a current to flow through the resistor 112 and a further V. 'resistor lib to earth. A Viechselstrom coupling capacitor II8 is between the common line 98 and the connection point of the resistors and 96 connected to derive voltage changes. the Heating voltage for the filaments of the tubes 100 and 102 and the diode 76 is provided by a further secondary winding 120 of the transformer 82, which is on the common line 9Ö and via the line 121 with the filaments connected is. The screen grids of tubes 100 and 102 are connected to the common node via resistors 122 and 124 78 connected, while the brake grille with each

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weiligen Kathode verbunden sind.respective cathode are connected.

Die Impulsschaltung JO enthält einen ersten npn-Schalttransistor 126, dessen Basis über einen Widerstand 128 mit einem Eingang IJO verbunden ist. An diesen wird ein positiver Recht-The pulse circuit JO contains a first npn switching transistor 126, the base of which is connected to an input IJO via a resistor 128. A positive right is given to these

i
eckimpuls mit feiner Breite angeschaltet, die der gewünschten Röntgenstrahlungszeit entspricht. Dieser Impuls schaltet den Transistor 126 aus dem Sperrzustand in den leitenden Zustand und erzeugt an seinem Kollektor einen negativen Impuls. Der Kollektor des Transistors 126 ist über einen Lastwiderstand 1^2 mit einer ^! Gleichspannung von ca. +20 Volt verbunden, während sein Emitter direkt an Masse liegt. Seine Basis ist über einen Widerstand 1^4 mit Masse verbunden. Der negative Impuls am Kollektor des Transistors 126 wird der Basis eines zweiten npn-Schalttransistors 1J>6 zugeführt, der aus seinem normalerweise leitenden Zustand in den Sperrzustand übergeführt wird. Der Kollektor dieses Transistors 1J6 ist über einen Widerstand 1^8 mit der Betriebsspannung von +20 Volt verbunden, während sein Emitter an Masse.liegt. Wenn der TransistorΙ^β gesperrt wird, erzeugt er einen positiven Impuls an seinem Kollektor, der der Basis eines dritten npn-Schalttransistors l4o zugeführt wird, so daß dieser aus seinem normalerweise gesperrten in den leitenden Zustand geführt wird. Der Emitter des Transistors l4o ist mit Masse, verbunden, während sein Kollektor über eine Leuchtdiode 142 und einen Lastwiderstand 144 mit der Gleichspannung von +20 Volt verbunden ist. Wenn der Transistor l40 leitend gesteuert wird, liefert er einen Stromimpuls für die Leuchtdiode 142, so daß diese einen Lichtimpuls J52 mit einer Dauer entsprechend der Breite des Strahlungsimpulses am -Eingang 1^0 der Impulsschaltung JO abgibt. "i
corner pulse switched on with a fine width, which corresponds to the desired X-ray radiation time. This pulse switches transistor 126 from the blocking state to the conductive state and generates a negative pulse at its collector. The collector of transistor 126 is connected to a load resistor 1 ^ 2 with a ^! DC voltage of approx. +20 volts connected, while its emitter is directly connected to ground. Its base is connected to ground via a resistor 1 ^ 4. The negative pulse at the collector of transistor 126 is fed to the base of a second npn switching transistor 1J> 6 , which is switched from its normally conductive state to the blocking state. The collector of this transistor 1J6 is connected to the operating voltage of +20 volts via a resistor 1 ^ 8, while its emitter is connected to earth. When the transistor ^ β is blocked, it generates a positive pulse at its collector, which is fed to the base of a third npn switching transistor l4o, so that it is switched from its normally blocked state to the conductive state. The emitter of the transistor 14o is connected to ground, while its collector is connected to the DC voltage of +20 volts via a light-emitting diode 142 and a load resistor 144. When the transistor 140 is turned on, it supplies a current pulse for the light-emitting diode 142, so that the latter emits a light pulse J52 with a duration corresponding to the width of the radiation pulse at the input 1 ^ 0 of the pulse circuit JO. "

Dieser Lichtimpuls J>2. wird einem Fototransistor 146 zugeführt, der mit am Emitter liegender Basis als Diode geschaltet istThis light pulse J> 2. is fed to a phototransistor 146 which is connected as a diode with the base at the emitter

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und in der Steuerelektroden-Speiseschaltung 24 angeordnet ist. Der Lichtimpuls öffnet 'den Transistor 146, so daß dieser einen Spannungsteilerwiderstand 148 kurzschließt, der zwischen seinen Emitter und seinen Kollektor geschaltet ist ο Dadurch fließt, mehr Strom durch einen zweiten Spannungsteilerv:id er stand '150, der zwischen die Basis und den Emitter eines normalerweise,gesperrten npn-Transistors 152 geschaltet ist, so daß dieser leitend gesteuert wird. Der gemeinsame Schaltungspunkt des Emitters des Transistors 152 und des Spannungsteilerwiderstandes I50 ist mit der gemeinsamen Leitung 98 verbunden, so daß eine Spannung von—50 kV an diesem Punkt liegt. Deshalb wird die Lichtkopplung J52 zur elektrischen Isolierung der Niederspannungs-Impulsschaltun^ 30 gegenüber der Hochspannungs-Speiseschaltung 24 ausgenutzt. Der Kollektor des Transistors I52 ist über einen Lastwiderstand 15²J- mit einer Gleichspannung von +50 Volt verbunden, deren tatsächlicher Wert von ca. -49950 Volt* am Ausgang eines Brückengleichrichters I56 beträgt, dessen Eingang an eine dritte Sekundärwicklung I58 des Transformators 02 angeschaltet ist. Der zweite Ausgang des Brückengleichrichters liefert das Bezugspotential gegenüber -50 kV auf der gemeinsamen Leitung 98, die sich den +50 Volt am Brückengleichrichter addieren. Kenn der Transistor I52 leitend gesteuert wird, erzeugt er einen negativ verlaufenden Impuls, der über einen Widerstand ΙβΟ der Basis eines npn-Ausgangstransistors 1β2 zugeführt wird, welcher dann aus seinem normalerweise leitenden in den gesperrten Zustand geschaltet wird. Der Ausgangstransistor 162 ist mit seineiii Emitter an die Leitung 98 angeschaltet, während sein Kollektor über einen Lastwiderstand 164 mit der Gleichspannung von +50 Volt am Ausgang des Brückengleichrichters I56 verbünden ist. Sin V.'iderstand I66 parallel zu einem Kondensator loü ist an den Ausgang des Brückengleichrichters I56 angeschaltet und bildet somit eine Siebschaltung, die die Gleiche pe riming in Höhe von 50 Volt glättet. and is arranged in the control electrode feed circuit 24. The light pulse opens the transistor 146, so that it short-circuits a voltage divider resistor 148, which is connected between its emitter and its collector normally, blocked npn transistor 152 is connected, so that it is controlled to be conductive. The common node of the emitter of transistor 152 and the voltage divider resistor I50 is connected to common line 98 so that a voltage of -50 kV is present at this point. The light coupling J52 is therefore used to electrically isolate the low-voltage pulse circuit 30 from the high-voltage feed circuit 24. The collector of the transistor I52 is connected ^{to a DC voltage of +50 volts via a load resistor 15 2} J-, the actual value of which is approximately -49950 volts * at the output of a bridge rectifier I56, the input of which is connected to a third secondary winding I58 of the transformer 02 is. The second output of the bridge rectifier supplies the reference potential against -50 kV on the common line 98, which add up to the +50 volts at the bridge rectifier. If the transistor I52 is turned on, it generates a negative-going pulse which is fed via a resistor ΙβΟ to the base of an npn output transistor 1β2, which is then switched from its normally conductive to the blocked state. The output transistor 162 has its emitter connected to the line 98, while its collector is connected via a load resistor 164 to the DC voltage of +50 volts at the output of the bridge rectifier I56. Sin V.'iderstand I66 parallel to a capacitor loü is connected to the output of the bridge rectifier I56 and thus forms a filter circuit that smooths the same pe riming at 50 volts.

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-H--H-

Die positiv verlaufenden Steuerimpulse am Kollektor des . Ausgangstransistors Io2 werden über eine Schutzdiode I70 den Steuergittern der Röhren 100 und 102 zugeführt, wodurch diese vorübergehend leitend gesteuert werden. Auf diese V/eise wird die Röntgenröhre impulsmäßig gesteuert, da die Sperrspannung zwischen der Steuerelektrode lö und der Kathode 14 vorübergehend entfernt wird und die Elektronen von der Kathode 14 zur Anode. 12 fließen und einen Röntgenstrahlenirnpuls erzeugen können.The positive control impulses at the collector of the. Output transistor Io2 are protected by a protective diode I70 fed to the control grids of the tubes 100 and 102, whereby these are temporarily controlled conductive. In this way the X-ray tube is controlled in a pulsed manner, since the reverse voltage between the control electrode Lö and the Cathode 14 is temporarily removed and the electrons from cathode 14 to anode. 12 flow and an X-ray pulse can generate.

V«'ie bereits anhand der Fig. 1 beschrieben, wird zur Konstanthaltung des Entladungsstroms zwischen Kathode und Anode der Röntgenröhre während schneller Strahlungszeiten eine Stabilisierungsspannung vom Ausgang der Stabilisierungs-Speiseschaltung mit Verstärker J>6 über die Leitung 3>4 der Stabilisierungselektrode l6 zugeführt. Dadurch sammelt diese einen Teil der Elektronen, die von der Kathode H emittiert werden, so daß die Stärke des Entladungsstroms gesteuert wird, der die Anode 14 erreicht. Die Slektrodenspeiseschaltung 36 enthält eine Sekundärwicklung I72, die auf dem Transformator 82 vorgesehen sein kann. Ferner ist ein Brückengleichrichter 174 an diese Wicklung angeschaltet, der eine Gleichspannung von ca. 50 Volt an seinem Ausgang erzeugt. Eine Glättungsschaltung mit einem Kondensator I7O parallel zu einem Widerstand I7S ist an den Brückengleichrichter 174 angeschaltet. Der untere Anschluß des Brückengleichrichters 174 ist mit der gemeinsamen Leitung 98 verbunden, so daß das Bezugspotential hier gleichfalls -50 kV beträgt. Das Lichtsignal yd, das durch die Überwachungsschaltung 4o erzeugt wird, wirkt auf einen Fototransistor I80 mit npn-Leitungsfähigkeitstyp ein, der als Diode in der Schaltung po vorgesehen ist. Der Emitter und der Kollektor dieses Fototransistors I80 sind an einen Spannungsteilerwiderstand Iö2 angeschaltet. Dieser ist über einen Strombegrenzungswiderstand 184 mit dem oberenAs already described with reference to FIG. 1, to keep the discharge current between the cathode and anode of the X-ray tube constant during fast radiation times, a stabilization voltage is fed from the output of the stabilization feed circuit with amplifier J> 6 via line 3> 4 to the stabilization electrode 16. As a result, it collects some of the electrons emitted from the cathode H, so that the strength of the discharge current that reaches the anode 14 is controlled. The slectrode feed circuit 36 includes a secondary winding I72 which may be provided on the transformer 82. Furthermore, a bridge rectifier 174 is connected to this winding, which generates a direct voltage of approximately 50 volts at its output. A smoothing circuit with a capacitor I7O in parallel with a resistor I7S is connected to the bridge rectifier 174. The lower connection of the bridge rectifier 174 is connected to the common line 98, so that the reference potential here is also -50 kV. The light signal yd generated by the monitoring circuit 4o acts on a phototransistor I80 of npn conductivity type, which is provided as a diode in the circuit po. The emitter and the collector of this phototransistor I80 are connected to a voltage divider resistor Iö2. This is connected to the upper one via a current limiting resistor 184

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Anschluß des Brückengleichriehters Ιγ4 verbunden und mit einem weiteren Spannungsteilerviiderstand 186 in Reihe geschaltet, der ferner Basiswiderstand-für einen npn-Schalttransistor 188 ist. V.enn ein Lichtsignal yd empfangen v^ird, wird die limitter-Kollektor-Impedanz des Transistors I3o verringert, so daß der Strom durch den Widerstand 186 ansteigt und ein positiv verlaufendes Signal an der Basis des Transistors 188 erzeugt, viel eher als ein erster invertierender Verstärker wirkt. Der Kollektor des Transistors. 188 ist über einen Lastwiderstand 190 mit- der positiven Betriebsgleichspannung verbunden, während sein Emitter mit der Bezugsspannung von -50 kV auf der Leitung 98 verbunden ist. Der Transistor 188 invertiert also das positive Signal und gibt ein negatives Signal an seinem Kollektor ab, dessen Spannungsamplitude von der Intensität des Liehtsignals abhängt.Connection of the bridge rectifier Ιγ4 and connected in series with a further voltage divider resistor 186, which is also the base resistor for an npn switching transistor 188. When a light signal yd is received, the limitter-collector impedance of transistor I3o is reduced so that the current through resistor 186 increases and creates a positive going signal at the base of transistor 188, much sooner than a first inverting amplifier works. The collector of the transistor. 188 is connected to the positive DC operating voltage via a load resistor 190, while its emitter is connected to the reference voltage of −50 kV on line 98. The transistor 188 thus inverts the positive signal and emits a negative signal at its collector, the voltage amplitude of which depends on the intensity of the light signal.

Das negativ verlaufende Signal am Kollektor des Transistors 188 wird über eine Differenzierschaltung mit einem Widerstand I92 parallel zu einem Kondensator 194 der Basis eines weiteren npn-Transistors 196 zugeführt, der als zweiter invertierender Verstärker arbeitet. Die Basis des Transistors 196 ist mit der negativen Gleichspannung über einen Basiswiderstand I98 verbunden, während sein Smitter direkt mit diesem Potential verbunden ist und sein Kollektor über einen Lastwiderstand 200 an der positiven Gleichspannung liegt. Das negativ verlaufende Signal wird verstärkt und invertiert, so daß ein positiv verlaufendes Signal am Kollektor des Transistors 196 entsteht, welches dann über eine weitere Differenzierschaltung mit einem Widerstand 202 parallel zu einem Kondensator 204 geleitet wird. Die Differenzierschaltungen erhöhen die Steilheit der Vorderflanke des Signals, so da3 es eine kürzere Anstiegszeit erhalt. Das positive Signal wird der Basis eines dritten invertierenden Verstärker-The negative going signal at the collector of transistor 188 is passed through a differentiating circuit with a resistor I92 in parallel with a capacitor 194 the base of another npn transistor 196 fed as the second inverting Amplifier works. The base of transistor 196 is with the negative DC voltage via a base resistor I98 connected, while its smitter is directly connected to this potential and its collector via a load resistor 200 is due to the positive DC voltage. The negative going signal is amplified and inverted so that a positive signal is produced at the collector of transistor 196, which is then transmitted via a further differentiating circuit is conducted with a resistor 202 in parallel with a capacitor 204. Increase the differentiating circuits the steepness of the leading edge of the signal so that it has a shorter rise time. The positive signal becomes the base of a third inverting amplifier

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transistors 205 -zugeführt, der an seinem Kollektor ein nega,-tives Signal abgibt. Die Basis des Transistors 205 ist mit der negativen Gleichspannung über einen Basiswiderstand 206 * verbunden, während sein Emitter, direkt an dieser Spannung liegt. Sein Kollektor ist mit der-positiven Gleichspannung über einen Lastwiderstand 207 verbunden. Ein vierter invertierender Verstärkertransistor 208 ist mit seiner Basis an den Kollektor des Transistors 205 angeschaltet und invertiert das negative Signal, so daß an seinem Kollektor ein positives Ausgangssignal entsteht. Dieser Transistor 20S hat gleichfalls einen Basiswiderstand 209 und einen Kollektor-Lastwiderstand 210.transistor 205 -supplied, which has a nega, -tives at its collector Emits signal. The base of the transistor 205 is connected to the negative DC voltage via a base resistor 206 * connected, while its emitter is directly connected to this voltage. Its collector is with the positive DC voltage connected via a load resistor 207. A fourth inverting amplifier transistor 208 has its base on the collector of transistor 205 is turned on and inverted the negative signal, so that at its collector a positive output signal arises. This transistor 20S also has a base resistance 209 and a collector load resistance 210.

Das positive Ausgangssignal des Transistors 208 liefert die Stabilisierungsspannung am Ausgang der Stabilisierungs-Speiseschaltung 56 und wird über eine Leuchtdiode 212 und eine Überspannungsschutzdiode 214 der Stabilisierungselektrode 16 zugeführt. Diese positive Stabilisierungsspannung hat zur Folge, daß ein Teil der von der Kathode 14 emittierten Elektroden durch die Stabilisierungselektrode 16 gesammelt wird, wodurch der Sntladungsstrom zur Anode 12 der Röntgenröhre verringert wird. Damit wird dieser Strom praktisch konstant gehalten. Die Stabilisierungsspannung auf der Leitung J4 ändert sich zvvischen Null und +50 Volt abhängig von der Helligkeit des Lichtsignals ;58 der Leuchtdiode 216 der Überwachungsschaltung 40. Die Leuchtdiode 216 ist mit ihrer Kathode an Kasse gelegt, während ihre Anode über einen V.ahlschalter 218 in-Reihe mit einem von mehreren V.iderstände 220 unterschiedlichen Wertes schaltbar ist, die wahlweise parallel zu einem Begrenzungsviiderstand 222 geschaltet werden können. Der gemeinsame Anschluß der V.iderstände 220 und des Viderstandes 222 ist mit einem gemeinsamen Anschluß 224 der Kathoden- und Anodenwicklungen 70 und 53 des Kochspannungstransformators 22 verbunden. Die Summe des Kathoden- und des Anodenstroms der Röntgenröhre wird somit über die Leuclit-The positive output signal of transistor 208 supplies the stabilization voltage at the output of the stabilization feed circuit 56 and is a light emitting diode 212 and an overvoltage protection diode 214 of the stabilization electrode 16 supplied. This positive stabilization voltage has the consequence that a part of the emitted by the cathode 14 Electrodes is collected by the stabilization electrode 16, whereby the discharge current to the anode 12 of the X-ray tube is decreased. This keeps this current practically constant. The stabilization voltage on the line J4 changes between zero and +50 volts depending on the brightness of the light signal; 58 of the light-emitting diode 216 of the Monitoring circuit 40. The cathode of the light-emitting diode 216 is connected to the cash register, while its anode is connected to a selection switch 218 can be switched in series with one of several V resistors 220 of different values, the optional can be connected in parallel to a limiting resistor 222 can. The common connection of V-resistors 220 and V-resistor 222 is to a common connection 224 of the cathode and anode windings 70 and 53 of the boiling voltage transformer 22 connected. The sum of the cathode and anode currents of the X-ray tube is thus calculated via the leuclite

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diode 216 und einen ihr parallelgeschalteten Widerstand 226 nach Masse geleitet, so daß "die Diode 216 nur dann Lieht abgibt, wenn der Qesamtstrom einen vorbestimmten Wert von beispielsweise ca» 50 Milliampere Überschreitet» Das Lichtsignal 38 der Diode 216 hat daher eine Helligkeit, die proportional dem Anodenstrom der Röntgenröhre 10 ist»diode 216 and a resistor 226 connected in parallel to it conducted to ground, so that "the diode 216 only emits Lieht when the total current has a predetermined value of, for example approx »50 milliamps exceeds» The light signal 38 of the diode 216 therefore has a brightness that is proportional the anode current of the X-ray tube 10 is »

Der Differenzverstärker 42 der zweiten Stabilisierungsschaltung enthält einen Fototransistor 228 mit npn-Leitfähigkeitstyp, der als Diode geschaltet ist und einen Eingang des Differenzverstärkers 42 bildet·· Der Fototransistor 228 ist so angeordnet, daß er das Lichtsignal 46 der Leuchtdiode 212 der Stabilisierungs-Speiaeschaltung 36 empfängt. Der zweite Eingang des Differenzverstärkers 42 ist mit einer Bezugsspannung am Schleifkontakt 4j5 des Potentiometers 44 verbunden, das mit der Basis eines weiteren npn-Transistors 2JO verbunden ist, der als invertierender Verstärker einen Teil des Differenzverstärkers 42 bildet, Ein zweiter invertierender Verstärkertransistor 232, ähnlich dem Transistor 2,30, bildet den anderen Teil des Differenzverstärkers 42 und ist mit seiner Basis an den Emitter des Fototransistors 228 angeschaltet. Der Emitter des Transistors 232 und seine Basis sind über einen VJ id erstand 234 verbunden. Wenn ein Lichtsignal 46 erzeugt wird, reduziert sich die Emitter-Kollektor-Impedanz des Fototransistors 222, so daß der Strom durch den Widerstand 234 ansteigt. Damit wird eine positive Spannung an der Basis des Transistors 232 erzeugt. Diese erzeugt ein Differenz-Ausgangssignal an den Ausgangsleitungen 48 des Differenzverstärkers 42, wenn sie die Bezugsspannung an der Basis des Transistors 230 übersteigt, wie dies für das Arbeitsprinzip von Differenzverstärkern bekannt ist.The differential amplifier 42 of the second stabilization circuit contains a phototransistor 228 of npn conductivity type, which is connected as a diode and an input of the differential amplifier 42 forms ·· The phototransistor 228 is arranged in such a way that it emits the light signal 46 of the light-emitting diode 212 the stabilization supply circuit 36 receives. The second The input of the differential amplifier 42 is connected to a reference voltage at the sliding contact 4j5 of the potentiometer 44, that with the base of another npn transistor 2JO is connected, which forms part of the differential amplifier 42 as an inverting amplifier, a second inverting Amplifier transistor 232, similar to transistor 2,30, forms the other part of the differential amplifier 42 and has its base connected to the emitter of the phototransistor 228. The emitter of transistor 232 and its base are connected via a VJ id 234. When a light signal 46 is generated, the emitter-collector impedance is reduced of phototransistor 222 so that the current through resistor 234 increases. This creates a positive voltage the base of transistor 232 is generated. This creates a Differential output signal on output lines 48 of differential amplifier 42 when the reference voltage is applied exceeds the base of transistor 230, as is known for the principle of operation of differential amplifiers.

Die Transistoren 230 und 232 sind über Emitterwiäerstänüe 236 und 238 gemeinsam an eine negative Gleichspannung ange-The transistors 230 and 232 are across emitter resistors 236 and 238 connected together to a negative DC voltage.

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schaltet, die am unteren Anschluß eines Brückengleichrichters 24ü erzeugt, wird, welcher an eine Sekundärwicklung 24-2 des Transformators 82 angeschaltet ist". Der positive Ausgang des Brückengleichrichters 240 ist an Lastwiderstände 244 und 246 angeschaltet, die über weitere Lastwiderstände 248 und 250 mit den Kollektoren der Transistoren 2JO und 2^2 verbunden sind. Der Last'widerstand 248 kann variabel sein, um die Aus-switches that on the lower connection of a bridge rectifier 24ü is generated, which is connected to a secondary winding 24-2 of the Transformer 82 is turned on ". The positive output of the Bridge rectifier 240 is connected to load resistors 244 and 246, which are connected via further load resistors 248 and 250 connected to the collectors of transistors 2JO and 2 ^ 2 are. The load resistance 248 can be variable in order to

gangsspannungen des Differenzverstärkers anzugleichen, so daß er kein Ausgarigssignal abgibt, wenn nicht ein Lichtsignal auf den Fototransistor 228 einwirkte Die Kollektoren der Transistoren 230 und 2^2 sind mit den Basiselektroden zweiter invertierender Verstärkertränsistoren 252 und 254 verbunden* Diese sind mit ihren Emittern über Zenerdioden 256 und 258 an die positive Gleichspannung angeschaltet* während. ihre Kollektoren über Lastwiderstände 2βθ und 2β2 mit der negativen Gleichspannung verbunden sind, da es sieh hiei? um pnp-Transistören handelt» Zwei dritte invertierende Verstärkertransistoren 264 und 266 sind mit ihren Basiselektroden an die Kollektoren der Transistoren 252 und 254 angeschaltet, während ihre Kollektoren mit den Ausgängen 48 des Differenzverstärkers 42 und mit Lastwiderständen 244 und 246 verbunden sind·to match output voltages of the differential amplifier, so that it does not emit an output signal unless a light signal has acted on the phototransistor 228. The collectors of the Transistors 230 and 2 ^ 2 are second to the base electrodes inverting amplifier transistors 252 and 254 connected * These are connected to the positive DC voltage with their emitters via Zener diodes 256 and 258 * during. their collectors via load resistors 2βθ and 2β2 with the negative DC voltage are connected, as it looks like this? about pnp transistors »Two third inverting amplifier transistors 264 and 266 are with their base electrodes connected to the collectors of transistors 252 and 254, while their collectors are connected to the outputs 48 of the differential amplifier 42 and to load resistors 244 and 246 are·

Das bei Einwirkung eines Lichtsignals 46 an den Leitungen 48 erzeugte Ausgangssignal des Differenzverstärkers 42 wird dem Stabilisierer 50 für den Kathodenstrom zugeführt, der eine Impedanz in Reihe mit der gemeinsamen Leitung zweier Primärwicklungen 268 und 270 des Heiztransformators 52 ändert* ähnlich wie durch die US-Patentschriften 2 810 858 und 2 617 O45 bekannt. Die Sekundärwicklungen 272 und 274 des Transformators 5² sind jeweils mit dem Kathodenheizfaden 14 bzw. 20 der Röntgenröhre an einem Anschluß 276 bzw. 278 verbunden. In der dargestellten Schaltstellung des Schalters 54 ändert der Stabilisierer 50 den Heizstrom des HeizfadensThe output signal of the differential amplifier 42 generated upon exposure to a light signal 46 on the lines 48 is fed to the stabilizer 50 for the cathode current, which changes an impedance in series with the common line of two primary windings 268 and 270 of the filament transformer 52 * similar to the US patents 2,810,858 and 2,617,045 known. The secondary windings 272 and 274 of the transformer 5 ² are each connected to the cathode filament 14 and 20 of the X-ray tube at a terminal 276 and 278, respectively. In the illustrated switching position of the switch 54, the stabilizer 50 changes the heating current of the filament

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14 zur Änderung der Elektronenemission dieses Heizfadens, so daß der Elektronen-Entladungsstrom der Anode 12 praktisch konstant gehalten wird«, Viie bereits ausgeführt, arbeitet diese zweite Stabilisierungsschaltung 42, 50, 52 langsamer als die erste StabiIisierungsschaltung 16, Jo, 40 und übernimmt allmählich die Stabilisierungswirkung der ersten Stabilisierungsschaltung. Dadurch ergibt sich ein wirksamerer Betrieb, da d:j.e zweite Stabilisierungsschaltung den gesamten von der Kathode 14 emittierten Elektronenstrom reduziert, während die erste Stabilisierungsschaltung diese Wirkung nicht aufweistο Dadurch wird die Verlustleistung und die Erwärmung der'Stabilisierungselektrode 16 verringert.14 to change the electron emission of this filament, see above that the electron discharge current of the anode 12 is kept practically constant «, Viie already explained, works this second stabilization circuit 42, 50, 52 slower as the first stabilization circuit 16, Jo, 40 and takes over gradually the stabilizing effect of the first stabilizing circuit. This results in a more effective one Operation since d: j.e second stabilization circuit the entire electron current emitted by the cathode 14, while the first stabilization circuit reduces this effect does not have o This reduces the power loss and the Heating of the stabilization electrode 16 is reduced.

Dem Fachmann sind zahlreiche Änderungen in Einzelheiten des vorstehend beschriebenen Au~?uhrungsbeispiels der Erfindung möglich« Beispielsweise können die beiden Heizfäden 14 und 20 der Röntgenröhre ohne eine impuismäßig gesteuerte Steuerelektrode betrieben werden, oder es kann eine zweite Steuerelektrode für den Heizfaden 20 vorgesehen sein, so daß die Anode selektiv mit einem der beiden Heizfäden angesteuert wird. Zusätzlich kann zur Stabilisierung zweier Heizfadenkathoden eine zweite Stabilisierungselektrode hinter dem Heizfaden 20 vorgesehen sein, die ähnlich wie die Stabilisierungselektrode .16 beschaltet ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Schaltungen 22, 24, J>6 und 52 mit einer Hochspannung zwischen ca, 50 kV und I50 kV arbeiten, so daß sie deshalb zwecks Isolierung in einem ölgefüllten Behälter angeordnet werden können.Numerous changes in details of the exemplary embodiment of the invention described above are possible for those skilled in the art. For example, the two heating filaments 14 and 20 of the X-ray tube can be operated without a pulse-controlled control electrode, or a second control electrode can be provided for the heating filament 20, see above that the anode is selectively controlled with one of the two filaments. In addition, to stabilize two filament cathodes, a second stabilization electrode can be provided behind the filament 20, which is wired in a similar way to the stabilization electrode 16. It should also be pointed out that the circuits 22, 24, J> 6 and 52 operate with a high voltage between approx. 50 kV and 150 kV, so that they can therefore be arranged in an oil-filled container for the purpose of insulation.

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Claims

5 ^s P ^r ^ ere

Circuit arrangement for stabilizing the in one

Electron tube between a thermionic cathode and

i
an anode generated by a high voltage electron discharge current, characterized in that a circuit (40, 36, 38, 34) evaluating the electron current at the anode supplies a stabilization voltage to a stabilization electrode (16) provided in the electron tube (10) through the some of the electrons are directed to the stabilization electrode (16), and that this circuit (40, 36, 38, 34) also changes the stabilization voltage in accordance with changes in the electron current in such a way that the electron current at the anode (12) remains constant.

2, circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that a second stabilization circuit (212, 42, 46) for evaluating the electron current at the stabilization electrode (16) is provided, which generates a corresponding control signal and to a stabilization arrangement (50) conducts to change the cathode heating current, so that the electron emission of the cathode (14) accordingly the control signal is changed in a manner keeping the anode current constant.

3, circuit arrangement according to claim 2, characterized in that that the second stabilization circuit (212, 42, 46) emits a stabilization voltage with the first Circuit (40, 36, 38, 34) via an opto-electronic Coupling (46) is connected.

4, circuit arrangement according to claim 3 * characterized in that that the opto-electronic coupling (46) a

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electric light source (212) in the first circuit (36) and a photoelectric detector (228) in the second circuit (42) and in that the light source (212) is a emits a light signal corresponding to the control signal.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that that the second circuit (212, 42, 46) has a comparator (42) contains, one input with the photoelectric detector (228) and the other input with a DC reference voltage (43?) is connected, while its output is connected to the stabilization arrangement (50).

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the stabilization arrangement 50 is connected to the primary winding of a heating transformer (52) which supplies the heating current for the cathode arrangement (14, 20) of the electron tube (10),

7 · Circuit arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the electron tube (10) is an X-ray tube.

8. Circuit arrangement according to claim 7 *, characterized in that that the X-ray tube (lo) has a focusing, contains cup-like control electrode (18) which is connected to a pulse circuit (24, 20), which control pulses such a voltage that the normally blocked cathode ray tube (10) in the conductive State is transferred,

9. Circuit arrangement according to claim 7 or 8, characterized characterized in that the first, the stabilization voltage supplying circuit (4o, j56, 38, 34) with a high-voltage

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voltage transformer (22) via an opto-electronic coupling (216, I8ü) is connected via which a light signal (38) is emitted, which is proportional to the stabilization voltage, many of the high-voltage transformer (22) containing power supply to the first circuit (4o, 36, 38,. ^ 4) is delivered.

10. Circuit arrangement according to one of claims 7 to 9 * characterized in that the second stabilization circuit (212, 46, 42, 50) has a slower response behavior compared to the first circuit (40, 36, 38, 34) and gradually the. Stabilization effect of the anode current takes over from this, whereby the stabilization voltage and so that the heating of the stabilization electrode (16) is reduced. '

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