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Siemens & Halske AG. in Berlin-Siemensstadt Um mehrere Meßvorgänge
gleichzeitig oder in einer bestimmten Reihenfolge mit einem einzigen Meßwerk eines
Kathodenstrahloszillograden registrieren zu können, verwendet man neben den schon
lange bekannten mechanischer Umschaltern in neuerer Zeit häufig als Elektronenschalter
bezeichnete, besonders gesteuerte Röhrenanordnungen. Es können aber auch mehrere
Meßverstärker durch Steuerspannungen gesperrt oder freigegeben werden. Als Steuerspannungen
verwendet man dazu vorzugsweise Rechteckspannungen, die besonders scharfe Kurven
auf dem Leuchtschirm ergeben.
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Zur Erzeugung derartiger Rechteckspannungen dienen mehr oder minder
umfangreiche Röhrenschaltungen, und man ist daher meist auf die Umschaltung von
zwei Meßvorgängen auf ein Meßwerk beschränkt. Für die Umschaltung von mehr als zwei
Vorgängen sind verkettete Rechteckspannungen nötig, die bei derartigen Gleneratoren
nur mit großem Aufwand zu erreichen sind. Liegen mehr als zwei zu erfassende Meßgrößen
vor, so ist man gezwungen, mehrere Meßwerke, die beispielsweise auf ein und dieselbe
Schreibvorrichtung arbeiteten, zu verwenden und jedes dieser Meßwerke etwa mit je
zwei Meßvorgängen zu belegen. Jene Schaltungen sind übrigens auch mit allen Nachteilen
seibständig schwingender Röhrengeneratoren behaftet.
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Es ist ferner eine Einrichtung vorgesclilagen worden, bei der die
verketteten Phasen aus einer Einphasenspannung mit Hilfe besonderer Mittel erzeugt
werden. Der Aufwand ist anch hier nicht unerheblich. Für höhere Frequenzen dürfte
diese Anordnung SchwiSerigkeiten
bezüglich ihrer Zeitkonstanten
bereiten. Hier werden jedoch bereits aus.Wechsel spannungen Rechteckimpulse für
die Steuerung der Arbeitspunkte der den verschiede-5 nen Meßspannungen zugeordneten
Verstärkerröhren geschaffen.
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Theoretisch wäre es nun möglich, beispielsweise mit einer verketteten
Dreiphasenspannung, etwa aus dem Drehstromnetz, die Umschaltung von drei Vorgängen
an ein Me:ßwerk zu steuern. Es müßten in diesem Falle drei getrennte, von diesen
Spannungen beeinflußte Röhrenschaltungen verwendet werden:. die aus den Sinus spannungen
entsprechende 5 Rechteckspannungen erzeugen. Die zur Verfügung stehende Frequenz
von 50 Hz reicht jedoch nur in wenigen Fällen zur Umschaltung aus. Eine technisch
brauchbare Lösung liegt erst dann vor, wenn für die Erzeugung 20 von verketteten
Rechteckspannungen aus dem Netz eine einfache Möglichkeit zur Frequenzvervielfachung
gegeben ist.
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Eine derartige Lösung stellt die Erfindung dar, deren Merkmal darin
besteht, daß zu-25 nächst in an sich bekannter Weise mit Hilfe von Vollweggleichrichtern
unter Aussiebung der jeweiligen Gleichstromanteile Spannungen höherer Frequenz erzeugt
werden, die dann als Umschaltspannungen dienen.
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30 Die Erfindung macht also von der bekannten Tatsache Gebrauch, daß
bei Vornakine einer Vollweggleichrichtung und nachfolgender Aussiebung des Gleichstromanteils
eine Wechsel spannung doppelter Frequenz erzeugt 35 wird. Da nun für die Umschaltzwecke
keine besonders hohen Leistungen benötigt werden, kann man eine ganze Reihe von
Vollweggleichrichtern mit entsprechenden Siebketten in den Strompfad jeder Phase
legen, so daß 40 man eine für die Umschaltzwecke genügend hohe Frequenz erzielt.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß als Gleichrichter die bekannten
kleinen Trockengleichrichterelemente verwendet werden können; 45 von denen sich
eine große Anzahl auf einem kleinen Raum anordnen läßt.
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In der Zeichnung ist der Erllindungsgedanke an Kurvenbeispielen näher
erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt die einem Drehstromnetz von 50 z. B. 50 Hz entnommenen
verketteten Spannungen. In Fig. 2 sind diese durch Vollweggleichrichtung gleichgerichtet
und weisen daher eine Gleichspannungskomponente auf.
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Nach Aussiebung dieser Gleichspannungs-55 komponente und Verbesserung
der Rurvenform erhält man verkettete Wechselspannungen nach Fig. 3 mit der doppelten
Frequenz der ursprünglichen Spannung nach Fig. 1.
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Steuert man mit diesen Spannungen Röhren, 60 deren Arbeitspunkte
so gewählt sind, daß während etwa ein Drittel der Perioden Sättigungsstrom und während
zwei Drittel kein Anodenstrom fließt, so erhält man im Anodenkreis Re chteckspannungen
nach Fig. 4.
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Die oberhalb der Abszisse liegenden Spannungsimpulse dienen zur Freigabe
eines Steuersystems, beispielsweise durch Erzeugung einer positiven Vorspannung
an dem Steuergitter einer Röhre, während die unterhalb der Achse liegenden negativen
Impulse zur Sperrung der betreffenden Steuergittier herangezogen werden.
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Die zur Nullinie unsymmetrische Form der Spannungskurven wird durch
die besondere Wahl der Arbeitspunkte der Röhren erhalten. die zur Erzeugung der
Rechteckspannungen dienen. Beispielsweise ist die Zeitdauer des negativen Teils
der Spannung I so bemessen, daß das betreffende, von der Spannung I heeinflußte
Gitter während der Impulse II und III gesperrt ist. Durch entsprechende Überlappung
der einzelnen negativen Spannungsteile ist nur jeweils eine der drei Steuereinrichtungen
frei.
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In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer von der Erfindung Gebrauch
machenden Schaltung dargestellt. Drei von einem Drehstromtransformator oder von
Einzeltransformatoren gespeiste Sekundärwicklungen I, 2, 3 sind mit einem Vollweggleichrichter
4, 5, 6 beispielsweise in Graetzs chaltung verbunden.
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In jedem dieser Vollweggleichrichter erfolgt eine Verdoppelung der
vorhandenen Frequenz, so daß am Ausgang dieser Gleichrichter durch Hinzuschalten
je eines Siebkondensators 7 bis 9 und entsprechender Widerstände 10 bis 12 eine
den Phasen R, S, T entsprechende Wechselspannung doppelter Frequenz entnommen werden
kann. War die Gleichrichteranordnung an das Netz mit 50 Hz angeschlossen, so erhält
man hier bereits eine Wechselspannung von 100 Hz. Will man noch eine weitere Frequenzvervielfachung
erzielen, so schaltet man über Widerstände 13 bis I5 weitere Vollweggleichrichter
16 bis 1 mi.t entsprechenden Widerständen und Siebkondensatoren hinzu und so fort
bis zur beliebigen Vervielfachung. Die durch die letzten Vollweggleichrichter dieser
Kette erzeug ten Wechselspannungen werden über entspre chlend dimensionierte Siebkondensatoren
19 bis 24 den Gittern der zur Erzeugung der Rechteckspannungen dienenden Röhren
25 bis 27 zugeführt. Die Bemessung dieser Röhren und die Wahl ihrer Arbe:itspunkte
müssen je nach der Zahl der vorhandenen Phasen gewählt werden. Im Ausgangskreis
der Röhren 25 bis 27 erhält man dann beispielsweise de in Fig. 4 dargestellte verkettete
Rechteckspannung. Diese kann nun unmittelbar an die zur Steuerung der Meßverstärkeranordnung
dienenden Elektroden der Verstärkerröhren gelegt werden. In der Zeichnung sind lediglich
drei
einstufige Verstärker 28 bis 30 dargestellt, an deren Gitter die Vorgänge A, B,
IC liegen und deren Anodenkreise parallel an das Meßwerk 3I, beispielsweise die
Ablenkplatten einer Elektronenstrahlröhre, geschaltet sind. Natürlich kann man auch
mehrstufige Verstärker verwenden und an einer beliebigen geeigneten Stelle des Verstärkers
durch die Rechteckspannung steuern. Di Arbeitsweise der Anordnung ergibt sich aus
der Fig. 4 von selbst.
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Sollen mehr als drei Phasen verwendet werden, so, ist eine Beschränkung
auf ungeradzahlige Phasensysteme erforderlich, da bei geradzahligen Systemen durch
die Vollweggleichrichtung verschiedene Phas.en ausfallen und leine Frequenzerniedrigung
eintreten würde. welche die Arbeitspunkte der den verschiedenen Meßspannungen zugeordneten
Verstärkerröhren steuern, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in an sich bekannter
Weise mit Hilfe von Vollweggleichrichtern unter Aussiebung der j;eweiligen Gleichstrom
anteile Spannungen höherer Frequenz erzeugt werden, die dann als Umschaltspannungen
dienen.