CH252248A - Schaltung zur Umwandlung von Stromsprüngen in Spannungsstösse. - Google Patents

Description

  Schaltung zur Umwandlung von Stromsprüngen in     Spannungsstösse.       Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf eine Schaltung zur Umwandlung von  Stromsprüngen in Spannungsstösse, besonders  in Spannungsstösse kurzer Zeitdauer und  hoher     Scheitelspannung.     



  Bei einer bekannten     Vorrichtung    werden  die von einer Elektronenröhre erzeugten  Stromsprünge durch eine in die Anodenlei  tung eingefügte Spule hindurchgeführt. Sie  bildet mit den     Bedrahtungs-    und Röhren  kapazitäten einen Kreis, der von den Strom  sprüngen in     Eigenschwingung    versetzt wird.  Zur Spule ist eine Diode derart parallel ge  schaltet, dass die zweite Halbwelle der Eigen  schwingung stark gedämpft wird. Dadurch  soll bewirkt werden, dass die Eigenschwin  gung nach der ersten Halbwelle ausstirbt. Für  Spannungsstösse kurzer Dauer, also bei hoher  Eigenfrequenz des Kreises, lässt sich diese  Einrichtung jedoch nicht gut verwenden, da  in diesem Fall der Widerstand der Diode zu  gross ist.

   Der Nachteil einer Parallelschaltung  mehrerer Dioden ist der, dass die Kapazität zu  hoch wird und infolgedessen die Eigenfre  quenz zu niedrig.  



  Es ist auch bekannt, eine Spule in die  Kathodenleitung der die Stromsprünge erzeu  genden, elektrischen Entladungsröhre einzu  fügen. Die durch die Gegenkopplung herbei  geführte Dämpfung der Eigenschwingung des  Kreises kann bei der Verwendung einer     Pen-          tode    mit grosser Steilheit grösser als bei der  Verwendung einer Diode sein, ist jedoch noch    ungenügend zur Erzeugung von Spannungs  stössen sehr kurzer Dauer.  



  Gemäss der Erfindung hat das durch die  Stromsprünge in Eigenschwingung versetzte  Netzwerk wenigstens zwei Eigenfrequenzen,  wobei es für diese Eigenfrequenzen eine  solche Dämpfung aufweist und beim An  stossen die     Eigenchwingungen    in einer sol  chen Phase entstehen, dass die von den Eigen  schwingungen hervorgerufenen Spannungen  einander in der ersten Halbwelle der Eigen  schwingungen mit der höchsten Frequenz ver  stärken, so     dass    die in dieser Halbwelle auf  tretende Scheitelspannung erhöht wird, und  einander in der dritten Halbwelle der Eigen  schwingung     mit    der     höchsten    Frequenz ab  schwächen, so dass die     in    dieser Halbwelle  auftretende Scheitelspannung herabgesetzt  wird.

   Eine geeignete Dämpfung der Eigen  frequenzen, eine geeignete Phase beim An  stossen der Eigenschwingungen und ein ge  eignetes     Frequenzverhältnis    zwischen diesen  sind bei einem Netzwerk mit zwei Eigenfre  quenzen vorhanden, wenn der erste positive  Scheitel der Eigenschwingung mit der nied  rigsten Frequenz sich ungefähr mit dem  ersten positiven Scheitel der Eigenschwin  gung mit der höchsten Frequenz deckt, wäh  rend der erste negative Scheitel der Eigen  schwingung mit der niedrigsten Frequenz sich  ungefähr mit dem     zweiten    positiven Scheitel  der Eigenschwingung mit der höchsten Fre  quenz deckt.

   Die zur Erfüllung dieser Bedin-           gungen    erforderliche Bemessung des Netz  werkes     kann    aus der Theorie über passive,  lineare Netzwerke abgeleitet werden.  



  Vorzugsweise besteht das Netzwerk aus  zwei     kapazitiv    gekoppelten Kreisen geringer       Kreisgüte,    deren Eigenfrequenzen gleich oder  nahezu gleich sind.     Unterschiede    bis zu 10  zwischen den Eigenfrequenzen     sind    in diesem  Fall noch durchaus zulässig.  



  Bei dem zuletzt genannten Netzwerk be  steht der induktive Teil eines jeden gekop  pelten Kreises in seiner einfachsten Form aus  einer Spule mit hohem     Ohm'schen    Wider  stand, während der     kapazitive    Teil von der  Ausgangs-     bezw.    Eingangskapazität der Ent  ladungsröhre gebildet wird, welche die Strom  sprünge erzeugt     bezw.    der die Spannungs  stösse aufgedrückt werden.  



  Vorzugsweise verhalten sich die Impedan  zen der gekoppelten Kreise wie die umgekehr  ten Werte der Kapazitäten eines jeden dieser  Kreise. Um     Spannungsstösse    sehr kurzer Zeit  dauer und hohen Scheitelwertes erzeugen zu  können, ist es     empfehlenswert,    diese Kapa  zitäten möglichst klein zu halten.  



  Der Koppelkondensator zwischen den  Kreisen hat vorzugsweise einen Wert, der das  Zwei- bis Dreifache der mittleren Kapazität  der Kreise ist.  



  Die Kreisgüte wird vorzugsweise kleiner  als 3, vorzugsweise 1,5 bis 2, gewählt.  



  Die Erfindung wird an Hand der beilie  genden Zeichnung näher erläutert, in der       Fig.    1 ein     Ausführungsbeispiel    einer er  findungsgemässen Schaltung darstellt.  



       Fig.    2 ist eine graphische Darstellung der       Spannungsstösse,    die unter Zuhilfenahme einer  Einrichtung nach     Fig.    1 erzeugt werden kön  nen.  



       Fig.    3 stellt die ideale Form des zu die  sem Zweck erforderlichen     Stromsprunges    dar.  In     Fig.    1 bezeichnen 1 und 2 die Ein  gangsklemmen des Netzwerkes, 3 und 4 die  Ausgangsklemmen. Das Netzwerk besteht  aus zwei Kreisen 5 und 6, die durch den  Kondensator 9     kapazitiv    gekoppelt sind. Der  Kreis 5 besteht aus einer Spule 7 mit einer  Selbstinduktion von 0,6     ,uH    und 110 Ohm    Widerstand und aus der Kapazität 10, die  nicht     konzentriert    angebracht ist, sondern von  den     Bedrahtungskapazitäten    und der Aus  gangskapazität einer nicht dargestellten Ent  ladungsröhre gebildet wird, welche die Strom  sprünge liefert.

   Die Kapazität 10 hat einen  Wert von 15     pF.    Der Kreis 6 besteht aus  einer Drosselspule 8 mit einer Selbstinduktion  von 1,2     ,u.H    und einem Widerstand von  220 Ohm und aus der Kapazität 11, die von  den     Bedrahtungskapazitäten    und der Ein  gangskapazität einer Entladungsröhre gebil  det wird, der die     Spannungsstösse    aufgedrückt  werden, und einen Wert von 7,5     pF    hat. Der  Koppelkondensator 9 zwischen den beiden  Kreisen hat einen Wert von 25     pF.     



  In     Fig.    2 bezeichnet die Kurve     III    die  Spannung     V,    die zwischen den Ausgangs  klemmen 3 und 4 entsteht,     wenn    auf die  Klemmen 1 und 2 ein Stromsprung von  200     mA    gemäss     Fig.    3 gegeben wird. Auf  die Ordinate ist die Zeit t aufgetragen. Diese  Kurve ist durch Anwendung der Theorie  über passive, lineare Netzwerke, bei dem in  diesem Ausführungsbeispiel betrachteten Fall  entstanden.

   Die Geschwindigkeit, mit welcher  der Strom von 0 zu 200     mA    schreitet, ist  vorzugsweise klein im Verhältnis zu der  Impulsdauer.     Fig.    2 stellt weiter die Kurven  I und     II    dar, welche je die Spannungen dar  stellen, die von einer jeden der beiden Eigen  schwingungen des Netzwerkes kommen und  die gemeinsam die Kurve     III    ergeben. Die  Schwingung nach I entspricht     praktisch    der  Eigenschwingung des Kreises 5 für sich und  hat also eine Frequenz von annähernd  50 MHz.  



  Mit dem Netzwerk entstehen auf die be  schriebene Weise Spannungsstösse     mit    einer  Scheitelspannung von über 20 V und einer  Zeitdauer von 1,25.10-8     Sekunde.     



  Der theoretische     Maximumwert    für die  Scheitelspannung eines Impulses ist von drei  Grössen abhängig: der Grösse des Strom  sprunges, der vorhandenen Kapazitäten und  der erwünschten Impulsbreite.  



  Im Ausführungsbeispiel ist die Scheitel  spannung<B>70%</B> dieses Höchstwertes.      Obgleich das Ausführungsbeispiel sich auf  ein aus zwei gekoppelten Kreisen bestehendes  Netzwerk bezieht, lassen sich durch Anwen  dung der Erfindung gleichfalls gute Ergeb  nisse mit von mehr als zwei gekoppelten  Kreisen gebildeten Netzwerken erzielen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Schaltung zur Umwandlung von Strom sprüngen in Spannungsstösse, besonders in Spannungsstösse kurzer Zeitdauer und hohen Scheitelwertes, wobei .die Stromsprünge ein Netzwerk in Eigenschwingung versetzen, da durch gekennzeichnet, dass das Netzwerk wenigstens zwei Eigenfrequenzen hat und eine solche Dämpfung für diese Eigenfre quenzen aufweist und die Eigenschwingun gen beim Anstossen in einer solchen Phase entstehen, dass die von den Eigenschwingun gen hervorgerufenen Spannungen einander in der ersten Halbwelle der Eigenschwingungen mit der höchsten Frequenz verstärken, so dass die in dieser Halbwelle auftretende Scheitel spannung erhöht wird,

   und einander in der dritten Halbwelle der Eigenschwingung mit der höchsten Frequenz abschwächen, so dass die in dieser Halbwelle auftretende Scheitel spannung herabgesetzt wird. UNTERANSPRÜUCHE 1. Schaltung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das. Netzwerk aus wenigstens zwei kapazitiv gekoppelten Krei sen geringer Kreisgüte besteht, deren Eigen frequenzen wenigstens nahezu gleich sind. 2.

   Schaltung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei zwei der ge koppelten Kreisen der kapazitive Teil von der Eingangs- bezw. Ausgangskapazität einer Entladungsröhre gebildet wird, welche die Stromsprünge erzeugt bezw. der die Span nungsstösse aufgedrückt werden, Bedrah- tungskapazitäten mit inbegriffen.

   Schaltung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzen der gekoppelten Kreise sich wie die umgekehrten Werte der Kapazi täten in diesen Kreisen verhalten. 4. Schaltung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Koppelkondensator zwischen den gekoppelten Kreisen eine Kapa zität hat, die das Zwei- bis Dreifache der mittleren Kapazität der Kreise ist. 5. Schaltung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kreisgüte kleiner als 3 ist.