147710. lajstromszámú szabadalom • Alternatív feszültségösszehasonlító elektronikus áramkör

Megjelent i9űú. október 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.710. SZÁM 2. a. 14—17. OSZTÁLY — NA—575 ALAPSZÁM Alternatív feszültségösszehasonlító elektronikus áramkör Nádas Béla vegyészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. július 13. A gyakorlatban sok helyen, így pl. automatikus titráló berendezéseknél szükség van olyan elektronikus áramkörre, mely a vizsgált feszültséget egy beállítható kompenzáló feszültséggel hasonlítja össze úgy, hogy az áramkör kimenetén a fennálló feszültségkülönbséggel arányos jelet kapjunk, mely feszültség-egyenlőség esetén nullává Válik. Hasonló jellegű áramkörök a szakirodalomból ismertek, de az itt szükséges célt csak tökéletlenül közelítik meg. Az ilyen célra felhasználható eddig ismert áramkörök ellenütemű sinus-hullámos vezérlésűek és a továbbiakban fázishibamentes erősítést kívánnak, hogy a fázisdetektor pontosan működhessen és helyesen jelezhesse az előjel változásnak megfelelő fázisfordulást. A német szakirodalom ezeket az áramköröket „Weehselrichter"nek nevezi. Közös tulajdonsága ezeknek az áramköröknek, hogy a moduláló jel amplitúdójának kicsinek kell lennie, mert ha torzítás lép fel, a kimenő jel akkor sem válik nullává, ha a vezérlő feszültségek egyenlők egymással. Mindezek drága áramkörök, a cél pedig az, hogy a berendezés minél egyszerűbb és olcsóbb legyen. A találmány tárgyát képező áramkör legegyszerűbb eszközökkel, tehát olcsón, maradéktalanul megoldja a kitűzött feladatot. Stabilitása — pl. hálózatingadozásokkal szemben — megfelelő méretezés esetén nagyságrendekkel jobb, mint a hasonló célra esetleg felhasználható sinus-hullámú áramköröké. A találmány lényege (lásd 1. ábra), hogy két közös anód-munkaellénállású eletkroncsövet katódjukba táplált ellenütemű, igen nagy amplitúdójú négyszögjellel felváltva lezárunk, úgyhogy a pozitív félhullám ideje alatt a katód potenciálját az első rács potenciáljához mérten olyan pozitívra növeljük, hogy az elektronáramlás útja lezáródjon. A találmány az eddig ismert áramköröktől három lényeges különbségben tér el. 1. Az ellenütemű moduláló jel négyszögjel. 2. A moduláló jelet katódba tápláljuk. (Katódmoduláció.) 3. A moduláló jel amplitúdója a működés szempontjából közömbös: csupán egy minimumot kell meghaladnia, ennél nagyobb, kétszeres, ötszörös, hússzoros is lehet. Az áramkör nemcsak feszültség-összehasonlításra, hanem többek között ún. elektronkapcsoló céljára is kiválóan alkalmas. Az eddig ismert elektronkapcsolókat ' szintén négyszögjellel vezérelték (modulálták), ezeket a lezáró négyszögjeleket azonban valamelyik rácsba táplálták, tehát a találmány szerinti áramkörrel szemben nem katódmodulációt, hanem rácsmodulációt alkalmaztak. A találmány tárgyát képező áramkör, mint elektronkapcsoló sokkal jobb eredményeket ad, mint az eddig ilyen célra használt rácsban vezérelt áramkörök, aminek egyszerű fizikai magyarázata a következő. A jelen megoldásban az elektronáramlás útjának lezárása a katód és az első rács között történik, tehát a legkisebb feszültségkülönbség szükséges a cső teljes lezárásához, mivel a csövek meredeksége első rácsról való vezérlés esetén a legnagyobb. Az eddig használt elektronkapcsolók a lezáró („moduláló") négyszögjeleket legtöbbször közvetlenül az anód előtti árnyékoló rácsra adták és itt 50—100 Volt, vagy még több szükséges a lezáráshoz, mivel a cső meredeksége erről a rácsról vezérelve a legkisebb. A négyszögjel áramforrások — legalábbis az egyszerűek és olcsók, tehát a multivibrátorok — véges meredekségű négyszögeket szolgáltatnak. Á négyszög-él felfutási ideje 100—1000 mikrosecundum, sőt még hosszabb is és csak külön gyorsító fokozattal lehet 10—100 mikrosecundumra csökkenteni a felfutási időt. Könnyen belátható, hogy ha az említett véges felfutási idejű négyszög teljes amplitúdója szükséges a csövek lezárásához, akkor az egész időhiba rákerül a kimenetre — ez történik az árnyékoló rácsban vezérelt elektronkapcsolóknál. Jelen szabadalom tárgyát képező megoldásnál ez a hiba kb. 2 nagyságrenddel csökken, mert az átkapcsoláshoz mindössze 3—6 V szükséges és ezt egyszerű munkapont beállítással a 80—120 V-os négyszögjel legmeredekebb részéről vehetjük. A kapcsolás hátránya, hogy mivel a moduláló jelet katódba kell táplálnunk, a jelforrásnak kis impedanciájúnak kell lennie. Ez a mai kapcsolástechnika lehetőségei mellett azonban nem jelent különösebb problémát. Egy lehetséges kiviteli formát a 2. ábra szemléltet. Megépítéséhez mindössze 2 cső, 2 ikertrióda