DE1017659B - Schaltungsanordnung zur Erzielung grosser Pulsleistungen bei gegebener Roehrentype und beschraenkter Anodenspannung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere für die Erzeugung bzw. Verstärkung von genau oder angenähert periodischen Pulsfolgen für die elektrische Nachrichtenübertragungs- und Meßtechnik, zur Erzielung großer Pulsleistungen bei 5 gegebener Röhrentype und beschränkter Anodenspannung.

In der Pulsschaltungstechnik werden bisher zur Gewinnung großer Pulsleistungen entsprechend leistungsfähige Röhren und, da die Pulsleistung ungefähr proportional dem Quadrat der Anodenspannung ist, meist auch höhere Anodenspannungen verwendet. Vor allem in der elektrischen Nachrichtenübertragungsund Meßtechnik gibt es aber Fälle, in denen eine möglichst große Pulsleistung bei fest vorgegebener Röhrentype und Anodenspannung angestrebt werden muß.

Gemäß der Erfindung läßt sich eine hohe Pulsleistung bei gegebener Röhrentype und beschränkter Anodenspannung durch eine Schaltungsanordnung, welche eine Vorröhre enthält, die durch eine Wechselspannung oder eine ähnliche, periodisch wechselnde Spannung gesteuert .wird,, deren Frequenz gleich der Pulsfrequenz der erzeugten oder verstärkten Pulse ist und bei der der Anodenwechselstrom der Vorröhre zur Speisung eines Energiespeichers dient, der an die für die Erzeugung bzw. Verstärkung der Impulse bestimmte nachfolgende Röhre oder Röhren so angeschlossen ist, daß dieser Röhre oder diesen Röhren im Zeitpunkt der Impulserzeugung bzw. im Zeitpunkt der Impulsverstärkung die gespeicherte Energie derart zugeführt wird, daß die positive Spannung zwischen der Kathode und einer oder mehreren anderen Elektroden, besonders der Anode, so erhöht wird, daß die jeweilige Röhre oder Röhren während eines bestimmten, jedem einzelnen Impuls zugeordneten Zeitintervalls eine Verstärkungserhöhung aufweisen, erzielen.

Als Energiespeicher kann beispielsweise ein Bandfilter oder ein vom Anodenstrom der Vorröhre durchflossener Resonanzübertrager verwendet werden, der zur Erzielung einer für die Hochtastung der nachfolgenden Röhren im Moment der Impulsauslösung zeitlich (in der Phase) günstig liegenden Spannung gegenüber der Pulsfrequenz leicht kapazitiv oder induktiv verstimmt ist.

Die am Energiespeicher, ζ. B. am Resonanzübertrager, auftretende Spannung wird den Röhren so zur Verfügung gestellt, daß die Anodenspannung im Moment der Impulsauslösung erhöht wird. Dies kann je nach Schaltung und Wahl der Polung am Energiespeicher (bzw. am Resonanzübertrager) auf verschiedene Arten, z. B. durch direktes Erhöhen der Anodenspannungoder vorzugsweise dadurch geschehen, daß Schaltungsanordnung
zur Erzielung großer Pulsleistungen

bei gegebener Röhrentype
und beschränkter Anodenspannung

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Erich Sorg, München-Solln,
ist als Erfinder genannt worden

die Kathoden der Röhren ins Negative gesteuert werden, so daß sich die wirksame positive Anodenspannung um jenen Betrag erhöht, um den die Kathode ins Negative gesteuert wird.

Es sind an sich bereits Schaltungsanordnungen für die Erzeugung bzw. Verstärkung von Impulsen bekannt, bei denen Energiespeicher in Gestalt von Netzwerken verwendet werden. Zum Beispiel werden bei solchen Schaltungsanordnungen Energiespeicher aus einer Wechselstromquelle aufgeladen, die dann die Impulsanodenspannung für impulsweise betriebene .Hochfrequenzsender, insbesondere Magnetronsender, liefern. Dabei sind aber zur Erzielung einer möglichst großen Pulsleistung stets auch entsprechend leistungsfähige Röhren und eine hohe Anodenspannung erforderlich.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird weiterhin insbesondere so getroffen, daß sich bei der Steuerung der Kathode ins Negative im Moment der Impulsauslösung neben der Erhöhung der wirksamen Anodenspannung auch eine Anhebung der Bremsgitterspannung auf einen für die Arbeitsweise der Röhren günstigen positiven Wert ergibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die zweite Halbwelle der am Energiespeicher auftretenden Spannung, deren erste Halbwelle im Moment der Impulsauslösung zur Hochtastung der Röhren verwendet wird, in den Impulspausen zur Sperrung der Impulsröhren dienen. Diese Möglichkeit wird man insbesondere dann anwenden, wenn in Pausen zwischen zwei wirksamen Impulsen weitere Impulse vorhanden sind, die unterdrückt werden sollen, oder auch

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dann, wenn die Impulf röhrenz. B...zur Einsparung von Anodenstrom in den Impulspausen gesperrt werden sollen und diese Sperrung noch nicht durch eine andere Schaltungsmaßnahme erreicht wird.

Als Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung sind in Fig. 1 die zum \^rerständnis der Wirkungsweise erforderlichen wesentlichen Teile der Schaltung eines Pulserzeugers dargestellt, Fig: 2 a zeigt die an wichtigen Punkten der Schaltung nach Fig. 1 auftretenden Spannungen bzw. Ströme" in ihrer richtigen phasenmäßigen Zuordnung zueinander.

Der Pulserzeuger nach Fig. !besteht im wesentlichen aus dem Eingangsübertrager Ü1, der Vorröhre Röl, dem Differenzierübertrager ~Ü 2, der Endröhre Rö2 und dem Ausgangsübertrager £74.

Über diese an sich bekannten Merkmale hinaus ist erfindungsgemäß ein vom Anodenstrom der Vorröhre durchfiossener Resonanzübertrager £73 als Energiespeicher vorgesehen, dessen Energie im Moment der Impulsauslösung der Endröhre Rö2 so zur Verfugung gestellt wird, daß die Kathode der Röhre ins Negative gesteuert wird. Dadurch erhöht sich die wirksame Anodenspannung der Endröhre Rö 2 im Moment der Impulsauslösung, und das Bremsgitter wird auf einen für die Arbeitsweise der verwendeten Röhre günstigen positiven Wert angehoben'. \

Fig. 2 a zeigt die an den Eingangsübertrager Ü1 des Pulserzeugers anzulegende sinusförmige Wechselspannung, die nötigenfalls entsprechend hochtransformiert über einen Widerstand R1 an das Gitter der Vorröhre i?ö 1 gelangt. In Fig. 2 b ist die am Gitter der Vorröhre Rö 1 wirksame Steuerspannung dargestellt, bei der durch Gitterst-romeinsatz die positiven Halbwellen unterdrückt werden. Da die Gitterwechselspannung hohe Werte hat, wird der Steuerbereich der Vorröhre Rö 1 rasch durchlaufen, und so entsteht bei jeder Periode ein steiler Anstieg des Anodenstromes. Während der positiven „ Halbperiode ist die Vorröhre Röl offen und bei- der negativen Halbperiode gesperrt. Da nur der Anstieg^des Anodenstromes der Vorröhre Röl für die Impulserzeugung und den Anstoß des Energiespeichers -verwendet wird, kann das Schirmgitter durch einen hohen Schirmgittervorwiderstand R 2 entlastet werden. Die durch den hohen Schirmgitterwiderstand i?2 zusammen mit dem Schirmgitterkondensator Cl bedingte Zeitkonstante wird durch Verwendung eines entsprechend kleinen Schirmgitterkondensators so eingerichtet, daß die Schirmgitterspannung,, die in der positiven Halbperiode der am Gitter .;wirksamen Steuerspannung (Fig. 2 b) stark abgesunken ist, in der Sperrzeit wieder auf ihren vollen Wert ansteigen kann, so daß sich günstige Bedingungen für den Stromeinsatz der Vorröhre Rö 1 ergeben. JFig, 2 c zeigt den Verlauf dieser Schirmgitterspannung. Mit dem Absinken der Schirmgitterspannung sinkt auch der Anodenstrom auf einen kleinen Wert ab, ehe er durch das Einsetzen der negativen Halbwelle der am Gitter wirksamen Steuerspannung, gesperrt wird. Die Fig. 2d zeigt den steilen Verlauf des Anodenstromes der Vorröhre Röl. Dieser Anodenstrom fließt über den kapazitätsarmen Differenzierübertrager Ü 2, .an dem aus den Stromänderungen die in Fig. 2e dargestellten Impulse, entstehen: Durch die steile Änderung des Anodenstromes von dem Wert Ö auf einen verhältnismäßig großen Wert·, entsteht im Moment des Stromeinsatzes die hohe positive Impulsspitze. Im Moment der Stromsperrung entsteht. entsprechend ■ dem schon vor der Sperrung auf'"einen niedrigen Wert abgeklungenen Anodenstrom nur "noch eine kleine negative Impulsspitze. Die positive Impulsspitze löst die Impulse in der Endröhre Rö2 aus. Durch Entladung des Kondensators C 2 und geeignete Dimensionierung der aus dem Widerstand i?3 und dem Kondensator C2 gebildeten Zeitkonstante wird erreicht, daß nur die Spitzen der positiven Impulse die Endröhre Rö2 steuern. Außerdem wird dadurch die Endröhre Rö 2 in den Impulspausen gesperrt. Die am Gitter der Endröhre Rö2 wirksame Steuerspannung ist in Fig. 2f dargestellt.

Der Anodenstrom Fig. 2d der Vorröhre Röl wird über den als Energiespeicher vorgesehenen Resonanzübertrager £73 geführt. Dieser ResonanzübertragBS? ist gegenüber der am Eingang von Ül liegenden Wechselspannung (Fig. 2 a) kapizitiv bzw. induktiv verstimmt, so daß an £73 eine entsprechende phasenverschobene Spannung nach Fig. 2 g entsteht. Diese Spannung wird so gepolt an die Kathode der Endröhre Rö2 gelegt, daß der Kathode in dem Augenblick eine negative Spannung erteilt wird, in dem der positive Steuerimpuls (Fig. 2e) durch den Übertrager Ü2 an das Gitter der Endröhre Rö2 gelangt. Dadurch wird die wirksame Anodenspannung dieser Röhre erhöht. Da das Bremsgitter der Endröhre Ro 2 mit Masse verbunden ist, entsteht gleichzeitig eine positive Bremsgitterspannung gegen Kathode, die für die Ausnutzung der Röhre im Moment der Impulsauslösung vorteilhaft ist.

Fig.2h zeigt die am Gitter der Endröhrei?ö2 gegen Masse auftretende Spannung, die sich aus den Teilspannungen der Fig. 2 g und 2e zusammensetzt. In Fig. 2i ist der Strom durch die Endröhre und in Fig. 2 k die am Ausgangsübertrager £74 abnehmbare Pulsfolge dargestellt. Das kalte Ende des im Anodenkreis der Endröhre Rö2 liegenden Ausgangsübertragers £74 ist über die Kondensatoren C 3, C 4 und C 5 hochfrequenzmäßig an die Kathode gelegt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung, insbesondere für die Erzeugung bzw. Verstärkung von periodischen Pulsfolgen, vorzugsweise für die elektrische Nachrichtenübertragungs- und Meßtechnik, zur Erzielung großer Pulsleistungen bei gegebener Röhrentype und beschränkter Anodenspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine Vorröhre (Röl) enthält, die durch eine Wechselspannung oder eine ähnliche periodisch wechselnde Spannung gesteuert wird, deren Frequenz gleich der Pulsfolgefrequenz der erzeugten oder verstärkten Pulse ist und bei der der Anodenwechselstrom der Vorröhre (Rö 1) zur Speisung eines Energiespeichers (£73) dient, der an die für die Erzeugung bzw. Verstärkung der Impulse bestimmte nachfolgende Röhre (Rö2) oder Röhren so angeschlossen ist, daß dieser Röhre oder diesen Röhren im Zeitpunkt der Impulserzeugung bzw. im Zeitpunkt der Impulsverstärkung die gespeicherte Energie derart zugeführt wird, daß die positive Spannung zwischen der Kathode und einer oder mehreren der anderen Elektroden, besonders der Anode, so erhöht wird, daß die jeweilige Röhre oder Röhren während eines bestimmten, jedem einzelnen Impuls zugeordneten Zeitintervalls eine Verstärkungserhöhung aufweisen. , ,

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher ein gegenüber der Pulsfrequenz kapazitiv oder induk-

tiv verstimmter Resonanzübertrager verwendet wird.

3.. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Energiespeicher auftretende Spannung im Moment der Impulsauslösung den Röhren so zur Verfügung gestellt wird, daß die Kathoden der Röhren ins Negative gesteuert werden, so daß sich die wirksame positive Anodenspannung entsprechend erhöht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden der Röhren im Moment der Impulsauslösung so ins Negative gesteuert werden, daß sich neben der Erhöhung der wirksamen Anodenspannung auch eine Anhebung der Bremsgitterspannung auf einen

für die Arbeitsweise der Röhren günstigen positiven Wert ergibt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Energiespeicher auftretende Spannung im Moment der Impulsauslösung zur Hochtastung und in den Impulspausen zur Sperrung der Impulsröhren dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 368 027, 730 060;
USA.-Patentschriften Nr. 2 405 069, 2 405 070,
438 962, 2 477 643;

Auszüge deutscher Patentanmeldungen vom 11. November 1948 betreffend die Anmeldungen T 54 424, F 93 051 und T 55 763 der Kl. 21 a⁴, Gr. 16/02.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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