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Anordnung zum Erzeugen von elektrischen Spannungsimpulsen Die Erfindung
betrifft eine Anordnung zum Erzeugen von elektrischen Spannungsimpulsen beliebig
einstellbarer Frequenz und Impulsbreite und nahezu senkrechter Wellenfront. Derartige
Anordnungen werden in der Regeltechnik für viele Steuereinrichtungen angewendet
und spielen insbesondere bei Antrieben für Papier- oder Textilmaschinen sowie bei
Bühnenbeleuchtungsanlagen eine große Rolle.
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Es ist bereits eine derartige Anordnung bekannt, bei der zwei aus
dampf- oder gasgefüllten Entladungsgefäßen und Kondensatoren gebildete Kippkreise
vorgesehen sind. Beide Kippkreise wirken gleichartig mit Phasenverschiebung auf
einen weiteren Kippkreis ein und müssen genau gleiche Frequenz haben. Eine derartige
Bedingung einzuhalten, ist aber praktisch sehr schwierig, insbesondere dann, wenn
man Spannungsimpulse beliebig einstellbarer Frequenz erzeugen will. Gemäß der Erfindung
kann man die ge-# schilderten Schwierigkeiten dadurch vermeiden, daß die zwei Kippkreise
in der Weise in Reihe geschaltet und bemessen sind, daß die Impulse, die dem ersten,
die Frequenz der Kippschwingung bestimmenden Kippkreis entnommen werden, dem Gitterkreis
des Entladungsgefäßes, das dem zweiten, die Breite der Impulse bestimmenden Kippkreis
angehört, zugeführt werden, daß weiter die dem zweiten Kippkreis entnommenen Impulse
als hohe negative Steuerspannungen dem Gitterkreis einer normalen, in Ruhestellung
einen hohen Anodenstrom führenden Elektronenröhre zugeführt werden und daß schliefalich
die gewünschten Spannungsimpulse an einem in den Anodenkreis der Elektronenröhre
eingeschalteten Ohmschen Widerstand abgenommen werden.
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An Hand der Abb. t der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert
werden. Die
dampf- oder gasgefüllte Entladungsstrecke i ist dureh
die negative Gittervorspannung - G, gesperrt, bis der Kondensator 2 geriügcn<I
aufgeladen ist, um die Entladung in der Strecke i einzuleiten. Der Kondensator -wird
von dem positiven Pol A einer Gleichspannungsquelle aufgeladen, deren negativer
Pol I@ mit der Kathode der Entladungsstrecke verbunden ist. Die Frequenz der Impulse
-wird durch die Größe des Kondensators 2 und des Widerstandes 3 bestimmt. Der Entladestrom
des Kondensators 2 fließt durch die Primärwicklung des übertragers 4., dessen Sekundärwicklung
den entstehenden Spannungsimpuls auf das Gitter einer zweiten Entladungsstrecke
5 überträgt. Die Röhre 5 ist gleichfalls in Kippschwingschaltung angeordnet, deren
Frequenz durch die Größe des Kondensators 6 und des Widerstandes ; bestimmt ist.
In Ruhestellung, wenn also kein Impuls auf das Gitter gelangt, ist die Röhre durch
eine negative Gittervorspannung - G.; gesperrt, so daß der Kondensatpr 6 auf die
volle Anodenspannung A aufgeladen -wird. Durch jeden Spannungsimpuls vom Übertrager
q. -wird die Röhre 5 kurzzeitig gezündet, so daß sich der Kondensator 6 jeweils
eiitladen kann. Die Entladezeit ist durch den Widerstand E gegeben. Ist der Kondensator
0 so -weit entladen, daß die Entladung unterbrochen wird, so wird das Gitter gesperrt,
und der Kondensator 6 wird -nieder über den Widerstand; aufgeladen. Dieser Widerstand
; ist veränderlich, so daß die Ladezeiten des Kondensators und damit dessen zeitlicher
Spannungsverlauf geändert -werden können.
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Abb.2 zeigt den zeitlichen Spannungsverlauf am Kondensator 6, und
zwar abh. 2a bei kleinem Widerstand;, abb.2b bei gro-L@em Widerstand ; . auf der
Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate die Kondensatorspannung U.;.
Man sieht, daß bei großem Ladewiderstand (abb. 2b! die Ladedauer vergrößert -wird,
und hat damit ein einfaches Mittel an der Hand, die Impulsbreite zu beeinflussen.
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Diese Spannungsschwankungen am Kondensator 6 -werden über den Kondensator
9 auf das Gitter einer Verstärkerröhre io gegeben. Das Gitter dieser Röhre ist derart
vorgespannt, daß in Ruhestellung, -wenn also . die eigentliche Steuerspannung nicht
vorhanden ist oder den augenblickswert Null hat, ein hoher Anodenstrom fließt und
am zur Abnahme der Rechteckimpulse dienenden Ohmsehen Widerstand i i ein Spannungsabfall
erzeugt -wird. Die vom Kondensator 6 übertragenen Spannungsschwankungen erzeugen
am Gitter der Röhre io eine hohe negative Span nung, so daß sich der Anodenstrom
der Röhre i o und damit die Spannung am Widerstand i i verändern. Bei genügend hohen
negativen Spannungsimpulsen gelingt es. nahezu rechteckige - Spannungsimpulse am
Widerstand i i und damit a.ii den Ausgangsklemmen 12 und i ,; zu erzeugen.
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Abb. 3 zeigt die Spannungsimpulse Up a11 den Klemmen 12 und 13
bei kleinem bzw. großem Widerstand j. Zugrunde gelegt ist die Cliarakteristilc C
einer normalen Elektronenröhre. Längs der negativen Ordinate sind die Impulse des
zweiten Kippkreises dargestellt, die also die Steuerung der Elektronenröhre io bewirken.
Der ausgesteuerte Elektronenstrom, der die gleiche K=urvenform -wie 1l,; hat, -wird
in bekannter Weise durch Projektion der aus dem zweiten Kippkreis enti»>mnienen
Steuerspannung G auf den @@rbeitsbereich der Kennlinie (vgl. die Punktet' und Z
für den einen Wert und die Punkte l" und Z für den anderen Wert des Widerstandes
; ) erhalten. Man erkennt, daß die Steuerspannung G hohe negative Werte nimmt, so
daß der Elektronenstrom sich jeweils sehr schnell ändert und daher der anstieg von
UR nahezu senkrecht ist. Man sieht -weiter, daß der Wert des Widerstandes,-nur
die Breite von Up, nicht aber die Frequenz von Up beeinflußt; die stark ausgezogene
Kurve G entspricht den Verhältnissen der Abb.2a, also einem kleinen Wert des Widerstandes;
; die gestrichelte Kurve G entspricht den Verhältnissen der abb.2b, also einem großen
Wert des Widerstandes ;-. Die genaue Kurvenform von Up ist auf;erdem von
der Charakteristik der Elektronenröhre und den an sie angelegten Steuerspannungen
stark abhängig.
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anzuwenden bei der Drehzahlregelung
von Motoren, wo insbesondere bei Bühnenstellwerken ein möglichst großes Übersetzungsverhältnis
erwünscht ist. Durch Vereinigung mit einem an sich bekannten Phasenschieber läßt
sich eine -weitgehende stetige Regelui,g der Drehzahl erzielen, ohne daß das Dreliinoment
unzulässig klein -wird.