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Zweiröhrenkippschaltung zur Erzeugung zeitproportionaler Spannungen
oder Ströme in einer selbständig ankippenden Widerstandsrückkopplungsschaltung Die
Erfindung betrifft selbständig ankippendeKippschaltungen mit Widerstandsrückkopplung
zur Erzeugung zeitproportionaler Spannungen oder Ströme, sögenannte Multivibratorschaltungen.
Bei neuzeitlichen Fernsehübertragungssystemen werden an Kippgeräte, die zur Kathodenstrahlablenkung
bei Braunschen Röhren verwendet werden, folgende Anforderungen gestellt: z. Linearität
des Kurvenanstieges, a. Selbstkippung (einschließlich Ankippung), 3. kurze Dauer
des Kurvenabstiegs (Rücklauf).
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Eine Verzerrung des linearen Kurvenanstiegs würde eine Verzerrung
des Bildinhaltes bedeuten, eine selbständige Kippung vermeidet eine Verbrennungsgefahr
des Schirms, und eine verhältnismäßig. lange Abstiegdauer ergibt einen erheblichen
Bildinhaltsverlust.
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Es sind bereits' mehrere Schaltungen bekanntgeworden, die diese vorstehend
genannten Bedingungen mit verhältnismäßig geringem Aufwand für elektrostatische
Strahlablenkungseinrichtungen unmittelbar erfüllen. Hierfür kann z. B. die bekannte
Multivibratorschaltung unter Verwendung von zwei Röhren, einem Entladerohr und einem
Laderohr, einem Ladekondensator und in Reihe mit diesem einen im Gitterkreis der
Steuerröhre liegenden Rückkopplungswiderstand bei entsprechender Dimensionierung
der Schaltelemente zur Erzeugung von Sägezahnkippspannungen verwendet werden, wobei
die vorstehend genannten drei Hauptbedingungen erfüllt werden. Es sind ferner rückgekoppelte
Zweiröhrenkippschaltungen für elektromagnetische Strahlablen'kung be-
kanntgeworden,
die zwar einen linearen Kurvenanstieg und hinreichend kurzen Rücklauf besitzen,
ohne daß aber ein Selbstankippen erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht es nun, die geforderten
Eigenschaften unter Verwendung von ebenfalls nur zwei Röhren auch für die magnetische
Ablenkung zu erreichen, und zwar dadurch, daß dem Gitter der Steuerröhre der Multivibratorschaltung
über einen im wesentlichen kapazitiven Spannungsteiler ein Teil der am Ladekondensator
auftretenden Sägezahnspannung zur zeitproportionalen Aussteuerung zugeführt wird.
Die in der Multivibratorschaltung erzeugte Sägezahnspannung wird also über einen
kapazitiven Spannungsteiler dem Gitter derjenigen der beiden Röhren zugeführt, die
während des Kurvenanstieges nicht gesperrt ist, so daß bei geeigneter Vorspannung
dieser Röhre in ihr ein Anodenstrom mit
zeitlich sägezahnförmigem
Verlauf erzeugt wird.
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Im nachstehenden wird das Prinzip der. Erfindung und die Wirkungsweise
der erfi dungsgemäßen Schaltanordnungen an Hall. der Ausführungsbeispiele darstellenden
Fig4, ren eingehend beschrieben.
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Fig. i zeigt eine erfindungsgemäße Schaltanordnung zur elektromagnetischen
Ablenkung eines Kathodenstrahls. Fig. z zeigt den zeitlichen Verlauf der am Steuergitter
der Röhren auftretenden Spannungen, Fig. 3 zeigteine andere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Schaltanordnung für elektrostatische Ablenkung von Kathodenstrahlen.
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Der Ausbau der erfindungsgemäßen Schaltung nach Fig. i ist folgender:
Im Anodenkreis der Kippröhre i ist ein Widerstand :2 angeordnet, und .die an diesem
Widerstand über den Koppelkondensator 3 abgenommenen Impulse werden dem Steuergitter
der Röhre 4 aufgedrückt. Dieses Steuergitter der Röhre 4. ist über einen Ableitwiderstand
3' mit der Kathode verbunden, während die Anode über einen Kondensator 5 mit dem
Steuergitter der Röhre i verbunden ist. Im Gitterkreis der Röhre i ist ein Rückkopplungswiderstand
8 vorgesehen, ferner zwischen Rückkopplungswiderstand und Kondensator 5 ein Kondensator
18. Der Kondensator 18 ist durch einen Parallelwiderstand i9 überbrückt. Im Kathodenkreis
der Röhre i liegt ferner eine aus dem Widerstand 2o und dem Parallelkondensator
21 bestehende Schaltanordnung zur Erzielung einer geeigneten negativen Gittervorspannung.
Der zur Aufladung des Ladekondensators erforderliche Strom wird über die mit - und
+ bezeichneten Klemmen der Schaltanordnung zugeführt, wobei der Aufladekreis eine
Vorrichtung 9 zwecks Lieferung eines möglichst konstanten Stromes enthält. Die Synchronisierimpulse
werden über das Potentiometer 12 zugeführt und dem Steuergitter der Röhre 1 aufgedrückt.
Die zur Strablablenkung ver-%vendeten Kippschwingungen werden im Anodenkreis der
Röhre i abgenommen und über den Koppelkondensator 13 der Ablenkspule 15 zugeführt.
Im Anodenkreis der ersten Röhre wird ferner vorteilhafterweise eine mit einem Abgriff
versehene Drossel i7 vorgesehen, von der aus die Impulse dem Steuergitter der Röhre
4 zugeleitet werden.
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Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Wird das Kippgerät eingeschaltet,
so wird den Anoden der beiden Röhren i und 4 über die Drossel 17 und die Vorrichtung
9 ein positives Potential zugeführt, und die Kathoden der beiden Röhren werden durch
den Heizstrom auf Emissionstemperatur gebracht. Der in Röhre 4 einsetzende Anodenstrom
entlädt über den aus dem Rückkopplungswiderstand 8 und der RC-Kombination i8 und
i9 bestehenden im wesentlichen kapa-'züiven Spannungsteiler den Kondensator 5. Furch
diesen Entladestrom entsteht am Steuergitter der Röhre i ein negativer Impuls, der
den Anodenstrom der Röhre i schwächt. Dadurch entsteht am Anodenwiderstand a und
an der Drossel 17 ein positiver Impuls, der über den Koppelkondensator 3 dem Steuergitter
der Röhre .4 zugeführt wird. Der Strom in der Röhre 4 wird also weiter ansteigen
und der Kondensator 5 über den Widerstand 8 noch stärker entladen werden und daher
rückwirkend das Gitter der Röhre i immer negativer und das der Röhre _1. immer positiver
werden, bis schließlich in der Röhre 4 Gitterstrom einsetzt, der den Kondensator
3 auflädt.
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Der Rückkopplungsvorgang erfolgt sehr schnell und dauert so lange
an, wie eine Entladung des Kondensators 5 über den Rückkopplungswiderstand 8, die
RC-Kombination 18, i9 und die Röhre 4 möglich ist. Sobald die Ladung des Kondensators
5 erschöpft ist, wird der 'negative Spannungsabfall am Widerstand 8 verschwinden
und vom Anodenwiderstand :2 aus über den Koppelkondensator 3 dem Gitter der Röhre
4. keine positive Spannung mehr zugeführt werden. Die vom Kondensator 3 aufgenommene
Ladung wird sich augenblicklich als negative Sperrspannung der Röhre 4 auswirken
und diese sperren. Der über die Vorrichtung 9 fließende Strom lädt die Kondensatoren
5 und 18 umgekehrt proportional ihren Kapazitätswerten auf, und ,die Röhre i, deren
Arbeitspunkt sich auf den ihrem Kathodenpotential entsprechenden Ruhewert eingestellt
hat, wird durch die am Kondensator 18 auftretende zeitproportional ansteigende Spannung
numnehr zeitproportional positiv ausgesteuert. Infolge des linear ansteigenden Anodenstroms
wird durch eine Stromverzweigung der Ablenkspule 15 ein zeitproportional ansteigender
Ablenkstrom zugeführt. Zweckmäßig besitzen die aus der Drossel 17 und denn Änodenwiderstand
z sowie aus dem Koppelkondensator 13 und den Spulen 15 bestehenden Zweige gleiche
Zeitkonstanten. Die während des Stromanstiegs über den Drosselabgriff und den. Koppelkondensator
3 dem Steuergitter der Röhre 4 zugeführte negative Spannung unterstützt die Sperrwirkung
der im Kondensator 3 befindlichen Ladung.
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Wenn der Kondensator 5 über 9 so weit aufgeladen und gleichzeitig
der Kondensator 3 über den Ableitwiderstand 3', den Anodenwiderstand 2 und den abgegriffenen
Teil der Drossel 17 so weit entladen ist, daß in der Röhre 4 ein Anodenstrom einsetzt,
so
beginnt, wie eingangs beschrieben, die Entladung des Kondensators
5 über den Rückkopplungswiderstand 8, und der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt
sich. Das starke Absinken des Ladestromes kommt einem negativen Impuls auf das Gitter
der Röhre i gleich; die Folge hiervon ist ein selbständiges Ankippen der Schaltung.
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Da die Entladung infolge der durch den Widerstand 8 bewirkten Rückkopplung
sehr kurzzeitig ist, wird auch die Sperrzeit des durch die Röhre i fließenden Anodenstroms
seht kurz, vorausgesetzt, daß die aus der Induktivität der Ablenkspule und dem Innenwiderstand
der Röhre i gebildete Zeitkonstante hinreichend klein ist. Der parallel zum Steuerkondensator
18 liegende Widerstand i9 wird zweckmäßigerweise als Hocho'hmwiderstand ausgebildet
und dient zur Festlegung der Gittervorspannung der Röhre i. Durch die aus den Kondensatoren
18 und 5 gebildete kapazitive Spannungsteilerschaltung wird die insbesondere bei
holen Kippfrequenzen störende Wirkung der Gitterkathodenkapazität beseitigt.
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Fig. a zeigt den zeitlichen Verlauf der Gitterspannung ug,_ der ersten
Röhre und läßt den negativen Impuls sowie den darauffolgenden linearen Anstieg deutlich
erkennen. Die voll ausgezogene Kurve zeigt den Verlauf der Gitterspannung u12 der
zweiten Röhre im selben Zeitmaßstab, und in ihm den kurzzeitigen positiven Impuls,
der einen Gitterstromeinsatz und damit eine Aufladung des Kondensators 3 zur Folge
hat.
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Soll die vorstehend beschriebene Schaltanordnung synchronisiert werden,
so muß der Kippvorgang durch einen Impuls von außen eingeleitet werden, bevor die
Anordnung von selbst zum Kippen kommt.
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Fig. 3 stellt eine Schaltanordnung dar, bei der ein in der Röhre i
erzeugter Sägezahnstrom eine in bezug auf die Aufladespannung des Kondensators 5
gegenphasige Sägezahnspannung erzeugt. Einander entsprechende Schaltelemente sind
in Fig. i und Fig. 3 gleich bezeichnet: Die gegenphasigen Sägezahnspannungen werden
an den Klemmen io und i i, die mit den Anodenkreisen der beiden Röhren i und q.
verbunden sind, abgenommen. Durch geeignete Wahl der Anodenwiderstände der Röhre
i bzw. der Kapazitäten und 18 können symmetrische Spannungen von der doppelten Amplitude
als bei.bekannten Anordnungen erzielt werden. Es ist zweckmäßig, zur Erzielung einer
kleinen Zeitkonstante und damit eines kurzen Rücklaufes an Stelle der Röhre i eine
Röhre mit großem inneren Widerstand zu verwenden. Vorteilhafterweise wird die Röhre
i als Schirmgitterröhre ausgebildet.