DE1040072B

DE1040072B - Verfahren zur verzoegerten Erzeugung von Impulsen, bei dem die Verzoegerungszeit proportional dem zeitlichen Abstand zweier Fremdimpulse ist

Info

Publication number: DE1040072B
Application number: DEB29937A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Menzel
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1954-02-27
Filing date: 1954-02-27
Publication date: 1958-10-02

Description

DEUTSCHES

Es sind viele Verfahren bekannt, Verzögerungsrelais auf mechanischer Grundlage zu bauen. Es werden dabei entweder Uhrwerke für längere Schaltzeiten benutzt oder aber bei kürzeren Verzögerungszeiten besonders konstruierte Anker angewendet. Während bei Uhrwerkrelais die Verzögerungszeiten in einem Intervall von 1:20 einstellbar sind, lassen diese sich bei den mit besonderer Wicklung bzw. Anker versehenen Relais im allgemeinen nur für einen Verzögerungswert bauen. Man ist gezwungen, zu elektronisehen Relais überzugehen.

Die bekannte, in Abb. 1 gezeigte Blinkschaltung läßt sich als Verzögerungsschaltung benutzen. Der Kondensator 1 (Betrag C) wird über den Widerstand 2 (Betrag R) aus der Batterie 3 mit der Klemmenspannung M₀ (3) aufgeladen, wenn der Schalter 4 geschlossen wird. Sobald nach der exponentiellen Zeitfunktion

U =:

l_\

e ^RCI

(1)

u die Zündspannung M₂ der der Kapazität parallel geschalteten Glimmstrecke 5 erreicht, zündet diese und verursacht in dem (niederohmigen) Verbraucher 6 einen kurzen Stromstoß. Die Zeit zwischen Beginn des Schaltvorgangs an 4 bis zum Zünden des Rohres ist bei konstanter Batteriespannung durch die Zeitkonstante RC bestimmt. Dieses elektronische Verzögerungsrelais kann in der beschriebenen Weise nur benutzt werden, wenn die Dauer des Primärschaltvorganges mindestens gleich der Verzögerungszeit ist. Häufig wird diese Bedingung nicht erfüllt sein, sondern man wird fordern, daß das Relais auch funktioniert, wenn der Primärvorgang nur ein kurzer Impuls ist. Zur Erfüllung dieser Forderung ist eine mit zwei Entladungsröhren arbeitende Anordnung bekannt, bei der im Gitterkreis der einen Röhre ein Kondensator liegt, dessen Aufladung den Zündvorgang steuert. Dieser Kondensator wird seinerseits durch eine zweite Röhre aufgeladen bzw. entladen. Dabei wird die im Ladekreis liegende zweite Röhre durch den ankommenden Impuls mittels Gittersteuerung gezündet. Bei Erreichen eines gewissen Ladezustandes erlischt die Entladung von selbst. Durch die Änderung der Zeitkonstanten des Ladestromkreises kann man die Verzögerungszeit ändern. Diese Anordnung kann auch mit kurzen Impulsen geschaltet werden.

Die Erfindung stellt sich eine über die bekannten Verzögerungsrelais hinausgehende Aufgabe, einen durch zwei Fremdimpulse gegebenen Zeitabstand (Ji) in bestimmtem Maßstab zu repetieren. Die Abb. 2 verdeutlicht die Aufgabenstellung. Aus den beiden in der Abb. 2 dargestellten Fremdimpulsen /1 und 12, Verfahren zur verzögerten

Erzeugung von Impulsen,

bei dem die Verzögerungszeit proportional

dem zeitlichen Abstand zweier

Fremdimpulse ist

Anmelder:

Deutsche Bundespost,

vertreten durch den Präsidenten

des Fernmeldetechnischen Zentralamts,

Darmstadt, Rheinstr. 110

Dipl.-Ing. Willi Menzel, Genf (Schweiz), ist als Erfinder genannt worden

die die Zeitspanne At einschließen, ist ein neuer Impuls Ix so zu erzeugen, daß die von /2 und Ix begrenzte Zeitspanne At_x proportional At ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der erste Fremdimpuls durch Auftastung eines Hochfrequenzgenerators mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Zeitkonstantenglied die Gittervorspannung eines Gasentladungsrohres bereitstellt, während der zweite Impuls unter gleichzeitiger Sper-

rung des Gitterspannungsgenerators durch Auftastung eines zweiten Hochfrequenzgenerators mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Zeitkonstantenglied die Anodenspannung bereitstellt, wobei nach erfolgter Zündung des Gasentladungsrohres ein vom Entladungsstromstoß abgeleiteter Impuls den Anodenspannungsgenerator sperrt.

Im folgenden wird an Hand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert.

Die Schaltungsanordnung nach der Abb. 4 besteht im Prinzip aus einem Gasentladungsrohr E, dessen Gitterspannung durch einen Hochfrequenzgenerator A, dessen Anodenspannung durch einen ebensolchen Hochfrequenzgenerator B nach jeweiliger Gleichrichtung und Speicherung über ein Zeitkonstantenglied geliefert wird.

Beide Generatoren haben die gleiche grundsätzliche Schaltung, sie bestehen jeweils aus einer Röhre 1 (1'), einem Schwingkreis 2 (2') und einer Gitterkombination 3 (3') und einem Vorspannungsteiler 4 (4'). Über

S09 640/195

je einen Kondensator 6 (6') gelangt die Hochfrequenzspannung auf einen Gleichrichter 7 (7') und von diesem über je einen Ladevviderstand 8 (8') auf einen Ladekondensator 9 (9')·

Der an den Generator A angekoppelte Gleichrichter 7 ist so gepolt, daß er den Kondensator 9 negativ auflädt. Der Kondensator 9 liegt parallel zu einem im Vergleich zum Ladewiderstand 8 hohen Widerstand 10 am Gitter der Gasentladungsröhre E, teilt also die Gitter\-orspannung für die Gasentladungsröhre bereit.

Der an den Generator B angekoppelte Gleichrichter T läßt nur die positiven Halbwellen durch und bewirkt demnach eine positive Aufladung des Kondensators 9', der über den Arbeitswiderstand 11 an der Anode der Gasentladungsröhre E liegt, also die Anodenspannung bereitstellt.

Beide Generatoren schwingen infolge der ihnen erteilten Vorspannung erst nach Einwirkung eines positiven Impulses auf das Gitter an. Sie schwingen dann auch nach Beendigung des Startimpulses im C-Betrieb weiter, bis ein negativer Impuls die Schwingung wieder unterbricht.

Die von außen empfangenen Impulsfolgen werden den beiden Generatoren mit jeweils unterschiedlicher Polarität (z. B. durch eine Phasenumkehrstufe in der Inipulszuleitung eines Generators) zugeführt.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe arbeiten die beiden Generatoren nun in folgender Weise zusammen: Der erste Impuls/1 einer Impulsreihe mit alternierender Polarität treffe mit positiver Polarität auf das Gitter der Röhre 1 des Generators A. Dieser gerät ins Schwingen, so daß der Ladekondensator 9 negativ aufgeladen wird. Der Generator A arbeitet bis zum Eintreffen des zweiten Sendeimpulses/2, der infolge seiner negativen Polarität den Generator A sperrt und damit die negative Aufladung des Kondensators 9 unterbricht.

Für den Generatori? hatte der Impuls 11, weil dort mit negativer Polarität vorliegend, keine Wirkung, der Impuls/2 bringt jedoch den Generators zum Anschwingen, so daß der Kondensator 9' eine positive Anoden spannung für die Gasentladungsröhre E bereitstellt. Sobald an dem Kondensator 9' die Zündspannung erreicht wird, zündet die Gasentladungsröhre und erzeugt im niederohmigen Verbraucher 11 den Arbeitsstromstoß, der durch bekannte nachgeschaltete Glieder für den gewünschten Zweck ausgenutzt werden kann. Gleichzeitig wird aber die durch die Entladung des Kondensators 9' erzeugte negative Spannungsspitze über eine aus einem Kondensator 13 und einer Hochfrequenzdrossel 14 bestehende Impulsrückleitung auf das Gitter der Röhre V des Generators B gegeben. Hierdurch wird die Gittervorspannung momentan so stark negativ, daß die Schwingung abreißt und auf diese Weise dem Ladekondensator keine weitere Ladung zugeführt wird.

Erst ein neuer positiver Impuls über den Kondensator 5 auf das Gitter der Röhre 1' des Generators B löst erneut den Ladevorgang aus.

Der Generator B wird also jeweils durch den Impuls/2 der alternierenden Impulsreihe gestartet und infolge der Zündimpulsrückführung sofort nach der Zündung der Gasentladungsröhre E wieder gesperrt, während der Generator^ durch den Impuls/1 gestartet und durch den Impuls/2 wieder gesperrt wird.

Für die Zeit zwischen der Einwirkung der Startimpulse und der Zündung der Gasentladungsröhre E ist einmal die Bemessung des i?C-Gliedes 8'-9' (Generator B), zum anderen die Höhe der Gittervorspannung maßgebend, die wiederum von der Bemessung des i?C-Gliedes 8-9 (Generator A) abhängt.

Für die Bemessung der i?C-Glieder gilt folgende Betrachtung: Bekanntlich kann man den Anfang der Exponentialfunktion durch eine Gerade approximieren. In Abb. 3 ist ein Beispiel dargestellt, das entsprechend abgewandelt werden muß, wenn an die Geradlinigkeit größere Ansprüche gestellt werden. Die in (1) dargestellte Exponentialfunktion geht mit der im Beispiel Abb. 3, Gerade 1 angenommenen Annäherung über in

0,8

Diese Annäherung gilt etwa bis zui = 0,6 RC. Für größere Genauigkeitsansprüche gilt die Gerade 2 in Abb. 3, die brauchbar ist von 0<Ξ t <Ξ 0,3 RC. Die Fimktionsgleichung der Geraden lautet hier

u" = U_n —-— t. RC

Die Gerade 3 in Abb. 3 gilt für noch höhere Ansprüche an die Linearität. Sie gilt im Bereich 0<^i<;0,l RC und gehorcht der Gleichung

M" =

-t.

RC

Allgemein gilt, wenn man sich innerhalb des Intervalls bewegt, das man als ausreichend linear ansieht:

U-U_n

K
IiC

-t.

In dieser Funktion interessiert nur ein einziger Wert von u, nämlich die Zündspannung für eine bestimmte Einstellung der Gastriode. Für die Zeit t_z, in der die Zündspannung u_z erreicht wird, gilt:

u_z RC

u_n K

Die Verzögerungszeit ist also unmittelbar linear sowohl von der Zeitkonstanten RC als auch von der Zündspannung u_z abhängig, vorausgesetzt, daß die Ladespannung u₀ konstant bleibt.

Soll ein großer Bereich von t ausgenutzt werden, muß man von der Gestalt der Exponentialkurve vollen Gebrauch machen und in die Gegenden geringer Steigung übergehen.

Unter Berücksichtigung der Linearitätsbetrachtung ist also bei entsprechender Bemessung der Zeitkonstantenglieder die Zeit t_z zwischen dem letzten empfangenen Impuls/2 und dem erzeugten Impuls proportional der durch den Abstand der beiden Fremdimpulse gegebenen Zeitspanne At.

Nach Gleichung (3) ist demnach auch die zu bildende Zeitspanne zwischen /2 und Ix proportional der zwischen /1 und 12. Den Proportionalitätsfaktor liefert im wesentlichen die Größe der Zeitkonstante im Anodenkreis. Auch diesen kann man gemäß weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens durch einen weiteren Impuls festlegen. Hierzu kann man mit der an einem Ladekondensator stehenden Gleichspannung eine als Ladewiderstand dienende Röhre steuern. Entsprechend Gleichung (3) sind die Zusammenhänge zwischen R und t bei sonstigen linearen Verhältnissen ebenfalls linear.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur verzögerten Erzeugung von Impulsen, bei dem die Verzögerungszeit propor-

tional dem zeitlichen Abstand zweier Fremdimpulse ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fremdimpuls durch Auftastung eines Hochfrequenzgenerators (A) mit nachgeschaltetem Gleichrichter (7) und Zeitkonstantenglied (8, 9) die Gittervorspannung eines Gasentladungsrohres (E) bereitstellt, während der zweite Impuls unter gleichzeitiger Sperrung des Gitterspannungsgenerators (A) durch Auftastung eines zweiten Hochfrequenzgenerators (B) mit nachgeschaltetem Gleichrichter (T) und Zeitkonstantenglied (8', 9') die Anodenspannung bereitstellt, und daß nach erfolgter Zündung des Gasentladungsrohres (E)

ein vom Entladungsstromstoß abgeleiteter Impuls den Anodenspannungsgenerator (B) sperrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ladewiderstand der Gasentladungsröhre eine Elektronenröhre dient, deren Gittervorspannung ebenfalls durch einen durch die beiden Fremdimpulse gesteuerten Generator geliefert wird, so daß die Verzögerungszeit durch von außen kommende Impulse ohne Eingriff in die Anordnung selbsttätig festgelegt werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 681 201.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen