DE873261C

DE873261C - Amplifier for slow electrical oscillations

Info

Publication number: DE873261C
Application number: DEK11370A
Authority: DE
Inventors: Antonius Wilhelmus Vingerhoets; Cornelus J L De Wijs
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1951-07-09
Filing date: 1951-09-21
Publication date: 1953-04-13
Also published as: NL162507B

Description

Verstärker für langsame elektrische Schwingungen Bei dem im Schaltschema der Fig. z dargestellten bekannten direkt gekoppelten Verstärker ist die Anode der Röhre z mit dem Gitter (der Röhre 2 durch eine Batterie verbunden, die dafür sorgt, daß an dem Gitter die benötigte Gittervorspannung vorhanden ist. Diese Schaltung hat bekanntlich den Nachteil, daß dann, wenn die Batteriespannung nicht konstant ist, der Strom und .die Spannung im Verstärker die Neigung haben, sich zu ändern.Amplifier for slow electrical oscillations With the one in the circuit diagram The known directly coupled amplifier shown in FIG. z is the anode of the Tube z is connected to the grid (tube 2 is connected by a battery, which ensures that the required grid bias is present on the grid. This circuit is known to have the disadvantage that when the battery voltage is not constant the current and voltage in the amplifier have a tendency to change.

Die Erfindung betrifft einen Verstärker für langsame elektrische Schwingungen mit mindestens zwei Röhren, bei dem dieser Nachteil erfindungsgemäß dadurch beseitigt ist, daß die beiden Röhren durch eine Kapazität gekoppelt sind und daß ein Schaltorgan vorhanden ist, welches im geschlossenen Zustand dafür sorgt, daß die Kapazität aus einer Spannungsquelle mit niedriger Zeitkonstante auf eine Spannung aufgeladen wird, wie sie für die gewünschte Vorspannung der Steuerelektrode der zweiten Röhre notwendig ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei nur kurzzeitig arbeitenden Verstärkern während der Zeit, in welcher der Verstärker nicht arbeitet, die eingangs erwähnte Batterie mit gutem Erfolg durch eine Kapazität ersetzt werden kann, weil in den Perioden, in denen der Verstärker nicht arbeitet, die Kapazität bis auf eine Spannung aufgeladen werden kann, wie sie zur Erzielung der gewünschten Gittervorspannung nötig ist. Diese Spannung bleibt um so längere Zeit bestehen, je besser die Isolation .der Kapazität ist und je größer der Widerstand indem den Kondensator enthaltenden Stromkreis während des Arbeitens des Verstärkers ist. Zeiten von der Größenordnung r Minute sind ohne Schwierigkeit zu erreichen. Als Spannungsquelle, mit der .die Kapazität durch das vorgesehene Schaltorgan zwecks Aufladung verbunden wird, kann mit gutem Erfolg die für den Verstärker benötigte Spannungsquelle b,zw. ein Teil von ihr mitbenutzt werden. Ein Ausführungsbeispiel für einen Verstärker gemäß der Erfindung ist schaltungsmäßig in Fig. 2 dargestellt.The invention relates to an amplifier for slow electrical oscillations with at least two tubes, in which this disadvantage is eliminated according to the invention is that the two tubes are coupled by a capacitance and that a switching element is present, which in the closed state ensures that the capacity is off a voltage source with a low time constant is charged to a voltage, as necessary for the desired bias of the control electrode of the second tube is. The invention is based on the knowledge that when only working for a short time Amplifiers during the time in which the amplifier is not working, the initial mentioned battery can be replaced with a capacity with good success because in the periods in which the amplifier is not working, the capacity except for one Voltage can be charged as needed to achieve the desired grid bias is necessary. The better the insulation, the longer this voltage remains .the capacitance and the greater the resistance in the capacitor containing it Circuit while the amplifier is working. Times on the order of magnitude r minutes can be reached without difficulty. As a voltage source with which .die Capacity is connected by the provided switching element for the purpose of charging, can with good success the voltage source b required for the amplifier, zw. a part be shared by it. An embodiment of an amplifier according to the invention is shown in circuit terms in FIG.

Zwischen der Anode und der Röhre i und dem Gitter der Röhre 2 liegt eine Kapazität 3. Ferner ist ,das Gitter durch einen Schalter 4 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 5 verbunden. Ist der Schalter 4 geschlossen, so wird die Kapazität 3 über den Anadenwiderstand 6 der Röhre i geladen und dadurch in die Lage versetzt, bei geöffnetem Schalter 4 dieselbe Funktion zu erfüllen wie die Batterie in Fig. i. Es ist natürlich nicht nötig, daß die Spannung, mit der die Kapazität 3 geladen wird, gleich der Spannung ist, mit welcher ider Verstärker gespeist wird. Die zwei Spannungen können in der einen oder anderen Richtung von einander verschieden sein, was man durch Verwendung passender Abgriffe an der Speisestromquelle 5 erreichen kann. Das Öffnen des Schalters 4 muß vor oder wenigstens gleichzeitig mit Odem Inbetriebsetzen .des Verstärkers erfolgen. So lange der Schalter 4 geschlossen ist, ist keine Verstärkung möglich. Ist der Schalter geöffnet, werden sowohl Wechselspannungen als auch Gleichspannungen verstärkt. Wird dem Eingang 7 des Verstärkers eine Gleichspannung zugeführt, so wird .die Kapazität 3 im ganzen, also mit beiden Belägen eine Potentialänderung erfahren, ,die sich im Gitter der Röhre 2' mitteilt und durch diese Röhre aufs neue verstärkt wird.Between the anode and the tube i and the grid of the tube 2 lies a capacitance 3. Further, the grid through a switch 4 to the negative Pole of the voltage source 5 connected. If the switch 4 is closed, the Capacitance 3 is charged through the anaden resistance 6 of the tube i and is thereby enabled offset to fulfill the same function as the battery when the switch 4 is open in Fig. i. It is of course not necessary that the voltage with which the capacitance 3 is charged, is equal to the voltage with which the amplifier is fed. The two voltages can be different in one direction or the other be what you can achieve by using suitable taps on the supply current source 5 can. The switch 4 must be opened before or at least at the same time as the start-up .of the amplifier. As long as switch 4 is closed, there is no amplification possible. If the switch is open, both AC voltages and DC voltages are generated reinforced. If a DC voltage is fed to the input 7 of the amplifier, then will .the capacity 3 as a whole, so with both coatings a change in potential experience, which communicates in the grid of the tube 2 'and through this tube again is reinforced.

Wenn der Schalter 4 offen ist, liegt in Reihe mit der Kapazität 3 der Anodenwiderstand 6 der Röhre i und der innere Gitterwiderstand der Röhre 2. Letztgenannter Widerstand ist zehrhoch. Dies führt ,zu einer hohen Zeitkonstante in dem RC-Kreis, der durch den gesamten Widerstand und die Kapazität 3 gebildet ward; dies ist günstig, weil durch die Schaltung langer andauernde Gleichspannungen verarbeitet werden können, da die Zeitkonstante in dem RC-Kreis größer ist als die Dauer dieser Gleichspannungen. Sofern nötig, kann die Zeitkonstante noch erhöht wenden, indem man die Kapazität 3 größer wählt. Als praktisches Beispiel könnte man annehmen, daß der innere Gitterwiderstand der Röhre 2 einen Wert von iooo Megohm und die Kapazität 3 einen Wert von i uF hat, was eine Zeitkonstante von iooo Sekunden ergibt. Dies macht es möglich, Gleichspannungen für die Dauer von etwa ioo Sekunden zu verstärken, so daß der Verstärker für eine solche Zeitspanne in Betrieb bleiben kann. Das ist für viele Zwecke, z. B. für die Durchführung von -intermittierernden Messungen, mehr als ausreichend.When switch 4 is open, it is in series with capacitance 3 the anode resistance 6 of tube i and the internal grid resistance of tube 2. The latter resistance is very high. This leads to a high time constant in the RC circuit formed by the total resistance and capacitance 3 was; this is beneficial because the circuit means that DC voltages last longer can be processed, since the time constant in the RC circuit is greater than that Duration of these DC voltages. If necessary, the time constant can be increased turn by choosing the capacity 3 larger. As a practical example, could it is assumed that the internal grid resistance of the tube 2 has a value of 100 megohms and the capacitance 3 has a value of i uF, which is a time constant of 100 seconds results. This makes it possible to use direct voltages for a period of about 100 seconds to be amplified so that the amplifier will remain in operation for such a period of time can. This is for many purposes, e.g. B. for the implementation of intermittent Measurements, more than adequate.

Wenn fder Schalter 4 offen ist; kann .die Kapazität 3 sich über ihre eigene Isolation und die ihr angeschlossenen Kreise entladen. Diese Isolationen müssen deshalb sehr gut sein, was bei dem heutigen Stand der Technik keine Schwierigkeiten bereitet.When switch 4 is open; can .the capacity 3 is beyond your discharge its own insulation and the circuits connected to it. These isolations must therefore be very good, which is not a problem with the current state of the art prepares.

Weiter könnte die Kapazität sich bei einer auftretenden Emission des Gitters der Röhre 2 über dieses entladen. Dies kann aber durch bekannte Mittel auf einen vernachlässigbaren Betrag verringert werden. Überdies wird jeder Entladung entgegengewirkt dadurch, daß auch bei geöffnetem Schalter die Kapazität 3 über dem inneren Gitterwiderstand der Röhre 2 in dem durch die Stromquelle 5 gespeisten Ladekreis liegt. Auf diese Weise wird erreicht, @daß praktisch z. B. nach i Minute keine nennenswerte Veränderung des Stromes der Röhre .2 wahrzunehmen ist. Braucht man den Verstärker nur, um Gleichspannungen von sehr kurzer Dauer zu verstärken, z. B. von der Größenordnung von i Sekunde, dann braucht durch das Öffnen des Schalters 4 der Widerstand indem RC-Kreis nicht auf den inneren Gitterwiderstand der Röhre -;- erhöht zu werden, so daß, wenn gewünscht, der Weg Gitter-I#Cathode durch einen dauernd eingeschalteten Widerstand 8 überbrückt werden kann, der gestrichelt in Fig. 2 eingezeichnet ist.Furthermore, the capacitance could be discharged via the grating of the tube 2 if an emission occurs. However, this can be reduced to a negligible amount by known means. Moreover, any discharge is counteracted by the fact that the capacitance 3 lies above the internal grid resistance of the tube 2 in the charging circuit fed by the current source 5, even when the switch is open. In this way it is achieved @ that practically z. B. after i minute no significant change in the current of the tube .2 can be perceived. If you only need the amplifier to amplify DC voltages of very short duration, e.g. B. of the order of 1 second, then by opening switch 4 the resistance in the RC circuit does not have to be increased to the internal grid resistance of the tube -; - so that, if desired, the grid-I # Cathode path can be bridged by a permanently switched on resistor 8, which is shown in dashed lines in FIG.

In dem Bleispiel der Fig.2 ist weiter angenommen, daß der Schalter 4, wenn er geschlossen ist, einen Kurzschluß .des Weges Gitter-Kathode der Röhre 2 zustande bringt. Dieser Kurzschluß; braucht nicht absolut zu sein. Er kann ruhig noch einen bestimmten Widerstand ,haben. Dies wird sofort deutlich, wenn man sich überlegt, daß in .dem Ladekreis der Kapazität 3 auch noch ider Anodenwiderstand 6 der Röhre i vorhanden ist. Der Wert .dieses Widerstandes liegt sicher nicht in der Nähe von Null.In the lead example of FIG. 2 it is further assumed that the switch 4, if it is closed, a short-circuit of the path between the grid and the cathode of the tube 2 brings about. This short circuit; does not need to be absolute. He can calmly still have a certain resistance. This is immediately apparent when you look at it thinks that in .dem charging circuit of the capacity 3 also still ider anode resistance 6 of the tube i is present. The value of this resistance is certainly not in close to zero.

Es ist ein Vorteil der Schaltung gemäß der Erfindung, daß unverhoffte Schwankungen der Speisespannung 5 von der Spannung der Kapazität 3 entsprechend befolgt werden. Letztgenannte Spannung paß't sich, solange Schalter 4. geschlossen ist, stets selbsttätig Aden Schwankungen an. Wenn der Schalter 4 vor oder @gleichzeitig mit Einschaltung des Verstärkers geöffnet wird, befindet sich dieser in einem günstigeren Betriebszustand, als wenn (die Spannung der Kapazität stets dieselbe bliebe. Die Schaltung nach Fig.2 unterscheidet sich dadurch günstig von der -bekannten in Fig. i dargestellten. Dem Einfluß von eventuellen Speisespannungen in der Periode indes der Schalter 4 geöffnet und der Verstärker in Betrieb ist, 'kann durch eine bessere Stabilisierung der Speisespannung entgegengearbeitet werden.It is an advantage of the circuit according to the invention that unexpected Fluctuations in the supply voltage 5 from the voltage of the capacitance 3 accordingly be followed. The latter voltage fits as long as switch 4. is closed is, always automatically adapts to fluctuations. If switch 4 is before or @ at the same time is opened when the amplifier is switched on, it is in a cheaper one Operating state as if (the voltage of the capacitance always remained the same The circuit according to FIG. 2 differs favorably from the known one in FIG. i illustrated. The influence of possible supply voltages in the period, however the switch 4 is open and the amplifier is in operation, 'can be better Stabilization of the supply voltage can be counteracted.

Die Erfindung kann z. B. angewendet werden bei Einrichtungen für das Ausschalten von fotografischen oder Röntgenapparaten, sobald d us belichtete Objekt eine bestimmte Quantität Energien durchgelassen hat. Die durchgelassenen Strahlen beeinflussen eine Fotozelle, und die dadurch gelieferte Gleichspannung wird verstärkt und einem Integrator zugeführt, der beim Erreichen eines bestimmten Energieniveaus die Strahlen wieder unterbricht. Solche Einrichtungen arbeiten bekanntlich intermittierernd. Daher kann mit Erfolg der Verstärker nach der Erfindung verwendet werden, indem bei Einschaltung der Strahlenquelle der Schalter 4 geöffnet, also der Verstärker betriebsfertig gemacht wird und nach Beendigung der Strahlung geschlossen wird. Auch bei ,zahlreichen anderen intermittierend arbeitenden Meß- oder Prüfeinrichtungen für technische oder wissenschaftliche Zwecke ist die Erfindung mit Vorteil anwendbar. Die Fig. 2 ist zur besseren Übersicht so einfach und schematisch wie möglich gehalten. In der praktischen Ausführung der Schaltung und er darin verwendeten Einzelteile sind zahlreiche Varianten möglich. Wenn oben über Verstärkung gesprochen wurde, kann damit gemeint sein eine solche größer oder kleiner als i. Es empfiehlt sich, zur Verbesserung der Linearität eine negative Rückkoppelung anzuwenden.The invention can e.g. B. be used in facilities for the Turn off photographic or X-ray equipment as soon as the exposed object is turned off has let through a certain quantity of energies. The transmitted rays affect a photocell, and the resulting DC voltage is amplified and fed to an integrator when a certain energy level is reached interrupts the rays again. Such devices are known to work intermittently. Therefore, the amplifier according to the invention can be used with success by when the radiation source is switched on, the switch 4 is open, that is to say the amplifier is made ready for use and is closed after the end of the radiation. Also with numerous other intermittently working measuring or testing devices the invention can be used to advantage for technical or scientific purposes. the Fig. 2 is kept as simple and schematic as possible for a better overview. In the practical execution of the circuit and the individual parts used in it numerous variants are possible. If reinforcements were discussed above, this can mean a size larger or smaller than i. It is advisable, apply negative feedback to improve linearity.

Es ist bekannt, daß die Gitterwiderstände bei den bekannten Wechselstromverstärkern nicht viel höher sein dürfen als etwa 2 Megohm, um Charakteristi:kverschiebungen zu vermeiden. Bei der Erfindung ist dies nicht erforderlich.It is known that the grid resistors in the known AC amplifiers must not be much higher than about 2 megohms for characteristic shifts to avoid. This is not necessary with the invention.

Es ist auch möglich, den Verstärker während längerer Wirkungszeit oder kontinuierlich zu verwenden, indem jedesmal nach einer bestimmten Zeit die Kapazität sehr. kurzzeitig aufgeladen wird. Dies ist gut möglich, weil nach der Erfindung die Aufladezeitkonstante gegenüber der Entladezeitkonstante vernachlässigbar klein werden kann.It is also possible to use the amplifier for longer periods of time or to use it continuously, adding the Capacity very. is briefly charged. This is quite possible because after the Invention, the charging time constant is negligible compared to the discharge time constant can get small.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Slow electrical oscillation amplifier with at least two tubes, characterized in that the tubes have a capacitance are coupled and that a switching element is present, which is in the closed state . Ensures that the capacitance comes from a voltage source with a low time constant charged to a voltage as required for the desired grid bias of the Control electrode of the second tube is necessary.

2. Amplifier according to claim i, characterized characterized in that the switching element between the control electrode of the second tube and a tap on the negative side of the voltage source or on the negative Pole itself from her lies.

3. Amplifier according to claim i or 2, characterized in that that when the switching element is open, the time constant in the circle .der capacity the own input resistance of the second tube is controlled. q ..

amplifier according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the switching element is periodic is temporarily closed.

5. Amplifier according to claim i, 2, 3 or q., Characterized characterized that he is at facilities for switching off photographic or X-ray machines are used depending on a certain amount of radiation.