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Schaltungsanordnung für elektrische Zeitbasiskreise oder Wellenerzeugungssysteme.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Zeitbasiskreise und Systeme zur Erzeugung von Potentialwellen von der als"Kondensatorentspannungskreise"bekannten Art.
In den Kreisen oder Systemen der gebräuchlichen Anordnung ist ein Steuerkondensator über eine Impedanz mit einer kontinuierlichen Spannungsquelle verbunden, so dass er mit einer durch die vorgenannte Impedanz geregelten Geschwindigkeit aufgeladen wird. Hiebei ist eine Entladevorrichtung. direkt über den Kondensator verbunden, angeordnet, um eine plötzliche zeitweise Entladung des Kondensators hervorzurufen. Bei einer andern Ausführungsform ist der Kondensator anstatt über die Entladevorrichtung über die vorgenannte Impedanz verbunden, so dass er mit einer durch die genannte Impedanz geregelten Geschwindigkeit entladen und plötzlich zeitweise geladen wird.
In beiden Fällen wird der Kondensator abwechselnd geladen und entladen, wobei der Wechsel der Ladung in der einen Richtung geregelt ist, um ein kontinuierlich sich änderndes Potential, welches eine gewünschte Charakteristik aufweist, hervorzurufen, während der Wechsel der Ladung in der andern Richtung in einer plötzlichen Wiederherstellung des Ladungszustandes des Kondensators auf einen vorbestimmten Wert besteht. Zweckmässig wird die Impedanz, welche die Geschwindigkeit des Ladungswechsel in der einen Richtung steuert, um ein wechselndes Potential von einer gewünschten Charakteristik hervorzurufen, im folgenden als Ladevorrichtung bezeichnet. Die Vorrichtung, durch welche die Ladung des Kondensators in Intervallen plötzlich auf einen vorbestimmten Wert gebracht wird, wird als Entladevorrichtung bezeichnet werden.
Es ist leicht einzusehen, dass für den Fall, als die oben beschriebene Ausführungsform verwendet wird, die Ladevorriehtung eine Herabsetzung der tatsächlichen Ladung des Kondensators bewirken kann, während die Entladevorrichtung die Wirkung einer Vermehrung der Ladung des Kondensators haben kann.
Die Art von Kreisen oder Systemen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, werden in Verbindung mit elektrischen Kathodenstrahlröhren zum Hervorrufen einer Zeltbasisablenkung bzw. zur Steuerung von elektrischen Abtastvorrichtungen bei Fernsehsystemen verwendet. Bei diesen Anwendungen sind beträchtliche Schwierigkeiten dadurch entstanden, dass die Entladevorrichtung nicht mit genügender Geschwindigkeit und Genauigkeit arbeitet. Die als Entladevorriehtung in den meisten
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grenze. Zufolge der etwas unregelmässigen Wirkungsweise der gasgefüllten Entladeröhre ist das genaue Arbeiten des Systems immer mit Schwierigkeiten verbunden. Weiters neigt die Wirkungsweise einer gasgefüllten Röhre dazu, gestört zu werden, wenn von ihr, wie z.
B. bei bestimmten Anwendungen auf Fernsehsysteme, verlangt wird, in verschiedenen Zeiträumen zu entladen.
Es wurde bereits vorgeschlagen, diese Schwierigkeiten dadurch zu beheben, dass für die oben erwähnten gasgefüllten Röhren zwei harte Elektronenröhren (d. h. Röhren, welche hauptsächlich reine Elektronenentladung aufweisen) gesetzt werden. Bei diesem Sytsem war eine gittergesteuerte Elektronenröhre zur Entladung des Steuerkondensators durch einen Widerstand in ihrem Anodenkreis an eine zweite Elektronenröhre geschaltet, welche an das Steuergitter der ersten Röhre zurückgeschaltet war, so dass der Fluss des Anodenstromes in der ersten Röhre eine Aufladung des Potentiales in dem Steuergitter derselben hervorrief, um eine rasehe Entladung des Steuerkondensators zu bewirken.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Entladesystem unter Verwendung von harten Elektronenröhren, deren Wirkungsweise besser befriedigt und welche imstande sind, den
Steuerkondensator plötzlieher zu entladen als die bekannten oben beschriebenen Anordnungen.
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Anordnung, bei welcher eine harte Elektronenröhre zur Entladung des Steuerkondensators mit Hilfe eines Widerstandes in ihrem Anodenkreis an eine zweite Elektronenröhre geschaltet ist, welche mit Hilfe einer Impedanz in ihrem Anodenkreis an das Gitter der ersten Röhre zurückgeschaltet ist, so dass eine Verstärkung des Anodenstromes in der ersten Röhre eine allmähliche Steigerung des Potentials in dem Gitter derselben hervorruft, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sehaltwiderstand oder die Impedanz in dem Anodenkreis jeder der beiden genannten Röhren zwischen der Anode dieser Röhre und dem positiven Pol der kontinuierlichen Spannungsquelle hiefür angeordnet ist, wobei die Anode jeder Röhre mit dem Gitter der andern verbunden ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Kathode der ersten Röhre mit jenem Pol des Regulierkondensators verbunden, an den die Entladevorriehtung angeschlossen ist, um den Anodenkreis der zweiten Röhre von derselben kontinuierlichen Spannungsquelle beliefern zu können, die für das Laden des Regulierkondensators verwendet wird. Die Anode der ersten Röhre ist über den Widerstand im Anodenkreis dieser Röhre mit dem positiven Pol der kontinuierlichen Spannungsquelle verbunden. Die nach der Erfindung vorzuziehende Anordnung, welche das oben erwähnte Merkmal beinhaltet, umfasst eine Röhre, welche ihre Anode über einen Widerstand mit dem positiven Pol der Spannungsquelle und ihre Kathode über die Ladevorrichtung mit dem negativen Pol der genannten Spannungsquelle verbunden hat.
Eine zweite Elektronenröhre hat ihre Kathode mit dem negativen Pol der vorgenannten Spannungsquelle und ihre Anode über einen Widerstand mit dem positiven Pol der genannten Spannungquelle verbunden und besitzt ein Steuergitter, welches über einen Gitterwiderstand mit einem Punkt festen Potentials verbunden ist. Hiebei ist eine direkte Stromverbindung zwischen der Anode der zweiten Röhre und dem Gitter der ersten Röhre und eine Verbindung über einen Gleichstrom-Ableitkondensator zwischen der Anode der ersten Röhre und dem Steuergitter der zweiten Röhre vorgesehen, wobei die Zeitkonstante des genannten Ableitkondensators und des Gitterwiderstandes so gewählt ist, dass das Steuergitter der zweiten Röhre fast bis zum Ende der Entladung der Steuerkapazität negativ geladen bleibt.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben, die in Fig. 1 ein Sehaltungs- sehema der bevorzugten Anordnung des Erfindungsgegenstandes zur Steuerung einer Kathodenstrahlröhre zum Prüfen von Wellenformen und in Fig. 2 eine Abänderung dieser Anordnung darstellt.
In der Fig. 1 ist links eine bekannte Schaltung zum Gleichrichten von Wechselströmen dargestellt, während rechts die Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre CRO angedeutet sind. Die Spannung an einer dieser Elektroden, z. B. der Platte Px, wird von einer Steuerkapazität geliefert, die aus den Kapazitäten Ci-C ausgewählt wird. Wird ein sehr hochfrequentes Arbeiten verlangt, so kann man an Stelle der Kondensatoren Cy-C Streukapazitäten verwenden.
Die ausgewählte Steuerkapazität wird wech- selnd in der nachfolgend beschriebenen Weise aufgeladen und entladen, wobei sie bewirkt, dass das Kathodenstrahlenbündel eine Wanderbewegung auf dem Schirm ausführt.
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Sehirmgitterröhre P1, mit vier oder fünf Elektroden aufgeladen, die in Reihe mit der aufzuladenden Kapazität liegt und einen Schirm aufweist, dessen Potential durch einen Spannungsteiler R4 geregelt werden kann. Das Steuergitter ist mit der Kathode gekoppelt, die mit dem Minuspol der Zufuhr verbunden ist. Diese Anordnung wird bevorzugt, doch kann statt des Schirmgitters auch das Steuergitter in der normalen Weise benutzt werden.
Die Entladung des Kondensators wird durch die Dreielektrodenröhre Ti in Verbindung mit der mit Schirmgitter versehenen Vier- oder Fünfelektrodenröhre P2 hervorgerufen, u. zw. ist die Röhre Tl über einen Widerstand dem zu entladenden Kondensator parallel geschaltet und die Anode der Röhre P2 ist mit dem Gitter der Röhre Ti verbunden. Das Steuergitter der Röhre P2 ist mit ihrer Kathode über einen Widerstand R verbunden und der Anodenwiderstand R2 ist so eingestellt, dass das Steuergitter der Röhre Ti normal eine hohe negative Vorspannung aufweist.
Im Zustand der Ruhe, der naturgemäss nicht andauert, d. h. dann, wenn die Steuerkapazität entladen ist, weist das Gitter der Dreielektrodenröhre Ti einen stark negativen Wert auf infolge des starken Stromes, der im Anodenkreis der Fünfelektrodenröhre P2 fliesst. Die Steuerkapazität, z. B. Cb ladet sieh dann mit einer Geschwindigkeit auf, die vom Anodenstrom der Röhre P abhängt, bis die Kathode der Dreielektrodenröhre T einen genügend niederen Wert erreicht, um Anodenstrom durchzulassen.
Die sieh so ergebende Spannungsänderung an den Klemmen des Widerstandes Ru wired dem Steuergitter der Röhre P2 über einen Kondensator C mitgeteilt, mit dem Ergebnis, dass das Steuergitter von P2 negativ wird, dadurch den Anodenstrom von P2 sehwächt und das Gitter der Röhre Tj stärker positiv macht. Die daraus folgende weitere Zunahme im Anodenstrom von T, verstärkt den Spannungabfall am Gitter der Röhre P2, so dass die Wirkung sich steigert und das Gitter von Ti rasch auf einen positiven Wert gegenüber seiner Kathode gelangt. Der Anodenstrom der Röhre Ti erreicht demnach rasch einen hohen Wert, so dass eine rasche Entladung der Steuerkapazität hervorgerufen wird.
Die Zeitkonstante des Kreises CR wird so gewählt, dass das Steuergitter der Röhre P2 fast bis zum Ende der
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Entladung der Steuerkapazität negativ bleibt. Wenn die Steuerkapazität jedoch entladen wird, so steigt die Anodenspannung der Röhre Tl mit dem Ergebnis, dass die Spannung des Gitters der Röhre P2 auf Null zurückgetrieben wird und das Gitter der Röhre ? \ stark negativ wird und so den Stromkreis für die nächste Arbeitsfolge wieder herstellt.
Wenn diese beschriebene Anordnung bevorzugt wird, so ist doch zu bemerken, dass auf Wunsch die Anordnung umgekehrt werden kann, indem man die Stellung der Kondensatoren bezüglich des zu ladenden und entladenden Kondensators, z. B. C*i, beispielsweise in die punktiert angedeutete Lage, verlegt. Hiedurch wird der Kondensator plötzlich durch die beiden Röhren Ti und P2 geladen und verhältnismässig langsam durch die Röhre ? i entladen.
Im Anodenkreis der Röhre Ti befindet sich der Widerstand , der die oben besehriebeneWirkung hat, eine Spannung zum Zeitkonstantenkreis CR durehzulassen und damit zu dem Gitter der Röhre P2, u. zw. in dem Augenblick, in welehem der Anodenstrom in T1 beginnt. Dieser Widerstand R1 ist vorzugsweise regelbar, da durch die Veränderung des Wertes dieses Widerstandes die Geschwindigkeit der Entladung der Steuerkapazität verändert werden kann. Je niedriger der Wert des Widerstandes R, ist, um so grösser ist die Geschwindigkeit, mit welcher die Steuerkapazität entladen wird.
Je höher anderseits der Wert des Widerstandes R1 liegt. um so rascher wird der Entladestrom auf seinen Maximalwert gelangen und um so plötzlicher wird er am Ende der Entladeperiode abgesperrt. Der Widerstand R2 sollte zur Festsetzung des Durchlaufes der Zeitbasis eingeregelt werden.
Der Maximalwert, auf den der Anodenstrom der Röhre T1 während der Entladung der Steuer- kapazität anwächst, ist dadurch begrenzt, dass das Fliessen des Gitterstromes in der Röhre zu einem Spannungsabfall zwischen den Klemmen des Widerstandes R2 führt. Will man eine raschere Entladung der Steuerkapazität erreichen, als es mit der Anordnung nach Fig. 1 möglich ist, so kann die Anordnung nach Fig. 2 benutzt werden. Hier nimmt den Platz des Widerstandes R2 eine Glühkathodenröhre V ein, deren Anode mit dem Pluspol der Spannungsquelle und deren Kathode unmittelbar mit dem Steuer-
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Steuerelektrode der Röhre V ist unmittelbar mit der Anode der Röhre P2 verbunden.
Bei dieser Anordnung übt während der Ladung des Steuerkondensators der Anodenstrom der
Röhre P2 beim Durchgang durch den Widerstand Rv eine Rückwirkung auf die Vorspannung des Gitters der Röhre V aus. Dadurch wird die Impedanz der Röhre V hoch, so dass das Gitter der Röhre T normal auf einen hohen negativen Wert vorgespannt ist. Wenn ein kleines Anwachsen des Anodenstromes in der Röhre Ti eintritt, so wird der Anodenstrom der Röhre P2 verringert und ein zunehmender Spannungs- anstieg tritt am Gitter der Röhre Ti in der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Weise ein.
Infolge der
Anordnung der Röhre V aber führt die Verringerung des Anodenstromes der Röhre P2 zu einer Ver- ringerung des Spannungsabfalles an den Klemmen des Widerstandes Rv und demnaeh zu einer Ver- ringerung der Impedanz der Röhre V. Der Spannungsanstieg am Gitter der Röhre Tl wird infolgedessen beschleunigt. Ausserdem wird die Begrenzungswirkung des Gitterstromes in der Röhre T1 auf die Ent- ladungsgeschwindigkeit der Steuerkapazität auf ein Mindestmass infolge der verringerten Impedanz der Röhre V gebracht. Der Entladestrom wächst infolgedessen auf einen höheren Maximalwert, als er es tun würde, wenn die Impedanz der Verbindung zwischen dem Plusspannungspunkt und dem Steuer- gitter der Röhre TA während der Entladung des Steuerkondensators auf dem normalen Wert bleiben würde.
Durch Einstellen des Widerstandes Rv kann die normale Vorspannung am Gitter der Röhre V und damit die normale Impedanz der Röhre verändert werden. Das führt zu einer Veränderung in der normalen Gittervorspannung der Röhre und verändert demnach die Amplitude des Durchlaufes der
Zeitbasis.
Das Gitter der Röhre Pj ist an einen Abgriffpunkt des Spannungsteilers R4 angesehlossen, und hiedurch wird der Anodenstrom der Röhre Pi geregelt und damit die Geschwindigkeit des Durchlaufes der Zeitbasis.
Die zu prüfende Welle wird den Klemmen W, und W2 aufgedrückt. Von diesen Klemmen ist WI
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eintritt, so dass die einzelnen Linienzüge sieh überlagern. Man kann durch geeignete Einstellung des
Widerstandes R2 offenbar die Amplitude der Zeitbasissehleife so einstellen, dass die Frequenz der Syn- chronisierwelle sieh als Faktor ergibt, der in der Frequenz der Synchronisierwelle aufgeht. Trotzdem also beim Anwenden eines Synehronisiersignals der Wert des Widerstandes R2 nicht die genaue Amplitude des Zeitbasisdurchlaufes festlegt, so wählt er-aus einer Zahl möglicher Amplituden, bei der die Entladung für eine beliebig gegebene Frequenz und Amplitude des Synchronisiersignals gegeben werden kann, eine bestimmte aus.
Die Möglichkeit der Verstärkung des Synehronisiersignals gestattet eine vollkommene Syn- chronisierung selbst dann aufrechtzuerhalten, wenn die Amplitude der geprüften Wellenform sehr klein ist. Da diese Verstärkung nicht die Welle beeinflusst, die an die Elektrode S der Kathodenstrahlröhre angelegt wird, ist die Möglichkeit einer Verzerrung infolge der für Synehronisierung nötigen Verstärkung vermieden.
Bei der beschriebenen Anordnung wird dem Potentiometer ssg eine geringe Energiemenge von dem zu prüfenden Stromkreis zugeführt und ein passender Teil davon an das Gitter der Dreielektrodenröhre T2 angelegt, wodurch deren Leitfähigkeit und das Potential geändert werden, das an das Schirmgitter der Röhre P2 angelegt wird. Wenn diese Anordnung auch bevorzugt wird, so ist doch zu bemerken, dass das Synchronisiersignal gegebenenfalls auch unmittelbar an das Steuergitter oder Schirmgitter von P2 statt an das Steuergitter von T2 angelegt werden kann. Es kann auch unmittelbar der Röhre T, zugeführt werden.
Mit der in Fig. 1 wiedergegebenen Anordnung verursachen die positiven Spitzen der zu prüfenden Welle eine Verringerung der Impedanz der Dreielektrodenröhre T2 und infolgedessen eine Verringerung in der Schirmgitterspannung der Röhre P2, was zu einer Zunahme der Spannung am Gitter der Entladungsröhre T1 führt.
Um ein Zentrieren des Bildes auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre zu gestatten, sind zwei SpannungsteilerQ1 und Q2 parallel zwischen die Arme der Hochspannungszuleitung gelegt, und die Abgriffe sind mit geeigneten Ablenkplatten, nämlich Pys, Pxs, verbunden. Damit man die Spannungen an den
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dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände X, R7 verbunden.
Zwischen der Anode oder der Kathodenanordnung GN der Kathodenstrahlröhre und der Hoeh-
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