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Impulsverstärker, insbesondere für Impulssehreiber Zur fortlaufenden Messung kleiner Ströme und Spannungen, deren Leistung nicht ausreicht, um ein Registriermessgerät zu betreiben, verwendet man Verstärker, die zwischen den Messkreis und das Schreiborgan des Registriermessgerätes geschaltet werden. Um den Messkreis möglichst wenig zu beeinflussen, soll der Eingang des Verstärkers erdsymmetrisch sein, einen hohen Eingangswiderstand und eine geringe Erdkapazität besitzen. Hohe Empfindlichkeit und geringe Verzögerung sind weitere Eigenschaften, die von einem derartigen Verstärker verlangt werden.
Bei den bisher bekanntgewordenen Impulsschreibern, wie sie z. B. in der Fernmeldetechnik häufig gebraucht werden, dienen zur Verstärkung von Impulsen geringer Leistung insbesondere Gleichstromverstärker, die bekanntlich aber eine grosse Erdkapazi- tät aufweisen. Ein anderer Nachteil, der die Handhabung des Gleichstromverstärkers unbequem gestaltet, besteht darin, dass vor jeder Messung die Röhrenarbeitspunkte eingestellt werden müssen.
Beim Impulsverstärker nach der Erfindung sind die genannten Unzulänglichkeiten vermieden. Er besteht aus einem mit den zu verstärkenden Impulsen tastmodulierten selbsterregten Hochfrequenzgenerator, bei dem ein Dämpfungsglied in Abhängigkeit vom Momentanwert der Steuerspannung den wirksamen Dämpfungswiderstand eines Generatorschwingkreises derart beeinflusst, dass der Schwingungszustand ge- ändert wird, wenn die Steuerspannung einen bestimmten Schwellenwert durchläuft, und dem die verstärkten Impulse über einen Gleichrichter entnommen werden.
Selbsterregte Hochfrequenzgeneratoren, die in der genannten Weise gesteuert, z. B. getastet oder ampli- tudenmoduliert werden, sind an sich bekannt (vgl. hierzu die schweiz. Patentschrift Nr. 276868). Ausserdem ist eine Verstärkeranordnung zum Betrieb eines Registriermessgerätes bekannt (ATM, Z 634-3), bei der die Rückkopplung eines selbsterregten Hoch- frequenzgenerators durch ein mit einem Drehpuls- messwerk verbundenes und in den Kopplungsraum ragendes Abschirmblech derart verändert wird,
dass der zur Steuerung eines Schreiborgans dienende Anodengleichstrom ein Mass für den im Messwerk fliessenden Gleichstrom bildet. Mit einer Verstärkeranordnung dieser Art lässt sich jedoch keine geringe Erdkapazität erzielen.
Der Impulsverstärker nach der Erfindung wird -vorzugsweise in Verbindung mit einem Impulsschreiber verwendet, bei dem als Aufzeichnungsträger ein metallisiertes dielektrisches Band dient und die Aufzeichnung durch elektrisches Ausbrennen des Metallbelages entsteht.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Impuls- #,erstärkers ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt.
Der selbsterregte Hochfrequenzgenerator besteht aus einem an sich bekannten zweistufigen widerstandsgekoppelten Verstärker mit Rückkopplung. Er enthält die beiden Verstärkerröhren 1 und 2, einen Eingangstransformator 3 im Gitterkreis der Ver- stärkerröhre 1, einen Ausgangstransformator 4 im Anodenkreis der Verstärkerröhre 2, ein RC-Kopp- lungsglied 5, 6, Widerstände 7, 8 und 9 zur Festlegung der Röhrenarbeitspunkte und Entkopplungs- kondensatoren 10, 11.
Zwischen dem Anodenkreis der Verstärkerröhre 2 und dem Gitterkreis der Ver- stärkerröhre 1 ist ein RC-Rückkopplungsglied 12, 13 und ein Gegenkopplungswiderstand 14 eingeschaltet. Der Generatorschwingkreis ist über den Eingangstransformator 3 an den Gitterkreis der Verstärkerröhre 1 angekoppelt und wird durch die Primärwicklung des Eingangstransformators 3 und zwei symmetrisch angeordnete Kondensatoren 15 gebildet. In
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diesem Generatorschwingkreis sind als Dämpfungs- glied zwei parallel geschaltete Kristalldioden 16, 17 eingefügt, von denen die eine (17) durch einen Schalter 18 nach Bedarf ausgeschaltet werden kann.
Die Kristalldioden stellen nichtlineare Widerstandselemente dar, deren Wechselstromwiderstand (duldi) unter einen bestimmten Wert abfällt, wenn die Steuerspannung über einen bestimmten Wert ansteigt. Vorzugsweise werden Silizium-Flächendioden verwendet, deren Widerstand praktisch temperaturunabhängig ist. Die zu messende Impulsspannung wird an die Klemmen 19, 20 angelegt und gelangt über ein Potentio- meter 21 zur Empfindlichkeitsregelung und ein Dämp- fungsnetzwerk mit den Widerständen 22-25 als Steuerspannung an die Dioden 16, 17. 26 ist ein spannungsabhängiger Widerstand, der als Spannungsbegrenzer zum Schutze der Dioden dient.
Mit 27 ist die Gleichspannungsquelle für die Speisung des Hochfrequenzgenerators bezeichnet. Die Übertragung des in Form von hochfrequenten Impulsen dem Ausgangstransformer 4 entnommenen Signals auf das Schreiborgan mit der Trommelelektrode 28 und der Schreibelektrode 29 wird mit Hilfe eines Gleichrichters mit den Dioden 30, dem Arbeitswiderstand 31 und dem Ladekondensator 32 und eines als elektronischer Schalter wirkenden Transistors 33, der aus der Gleichspannungsquelle 34 gespeist wird, bewerkstelligt.
Solange an den Eingangsklemmen keine Signalspannung herrscht, ist der Wechselstromwiderstand der Dioden 16, 17 verhältnismässig hoch. Dementsprechend ist der Generatorschwingkreis stark gedämpft, so dass der Hochfrequenzgenerator keine Schwingungen erzeugt. Mit zunehmender Spannung an den Dioden 16, 17 wird deren Wechselstromwider- stand und damit die Dämpfung des Generatorschwinb kreises immer kleiner, bis schliesslich die Schwingungen einsetzen. Es gelingt ohne weiteres, die Schaltelemente so zu dimensionieren, dass der Schwingungseinsatz bei einer Eingangsspannung von etwa 1,5 V stattfindet.
Der Transistor 33 sperrt im Ruhezustand des Hochfrequenzgenerators den über das Schreiborgan 28, 29 verlaufenden Stromkreis. Im Schwingungszustand wird der Transistor 33 unter dem Einfluss der gleichgerichteten Hochfrequenzspannung leitend, wodurch das Schreiborgan eingeschaltet wird.
Die Koinzidenz zwischen der Schreibspur und den an den Klemmen 19, 20 auftretenden Spannungsimpulsen wird grundsätzlich durch die Anschwingzeit des Hochfrequenzgenerators und durch die Lade- und Entladezeit des Ladekondensators 32 gestört. Bei geeigneter Wahl der Schwingungsfrequenz (z. B. 250 kHz) und der Zeitkonstanten lässt sich der resultierende Fehler unterhalb etwa 0,2 ms halten.
Bei der Messung von Wechselstromimpulsen sind beide Dioden 16 und 17 eingeschaltet. An sich funktioniert diese Schaltung auch bei der Messung von Gleichstromimpulsen. Sofern jedoch die Impulse an einer induktiven Last, z. B. Relaisspule, abgenommen werden, entstehen an den Impulsenden Spannungsspitzen umgekehrter Polarität, die ebenfalls zur Aufzeichnung gelangen würden. Um dies zu vermeiden, wird für Gleichstrommessungen die eine Diode 17 durch den Schalter 18 abgetrennt.
Der beschriebene Impulsverstärker arbeitet praktisch verzerrungsfrei und enthält keine Organe, die eine Abgleichung erfordern. Die ganze Anordnung ist weitgehend alterungsbeständig und beim Ersatz einzelner Elemente (z. B. Röhren) ist keine Neueinstellung notwendig.