N ederlan d s Radiogenooischap

Transcriptie

1 Tijdschrift van het N ederlan d s Radiogenooischap D E E L 21 No. 4 JU L I Recente ontwikkelingen van scheeps-richtingzoekers cn gelcidebakcns door C. B. Broersm a *) Voordracht gehouden voor het Nederlands Radiogenootschap op 15 dec S U M M A R Y N a v ig a tio n on b o a rd ships can be divided in th ree d ifferent categ o ries. 1. O c e a n ic N a v ig a tio n. 2. L a n d fa ll N a v ig a tio n. 3. N a r r o w w a te r N a v ig a tio n. D is tin c t e le c tro n ic n a v ig a tio n a l aid s a re m ost s u ita b le fo r each o f th e th ree abov e m entio ned categ ories. S om e m o d ern d e v e lo p m e n ts e sp e c ia lly re la te d to im p ro v e d D ire c tio n F inding technique an d C o u rse B eacons are d escrib ed in m ore d etail. 1. Inleiding. D e n av ig atie a a n b o o rd van schepen k a n zeer g lo b a a l w orden verdeeld in drie verschillende fasen : D e e e rste fase is die d e r O c e a a n -n a v ig a tie. H e t schip b e v in d t zich d an v e r van k u sten. D eze fase w o rd t gevolgd d o o r een tw e e d e, w elk e d o o r de E n g elsen zo ty p isch w o rd t g ek en m e rk t m et h e t begrip la n d fa ll. D it is de p erio d e die, om de g ed ach te te b ep alen, b eg in t op een a fs ta n d v an 200 mijl van een k u s t; deze fase s tre k t zich u it to td a t men ru w w e g - de k u s t genaderd is to t een afstan d van ongeveer 10 mijl. H iern a volgt een derde periode w elke men zou kunnen noemen navigatie in nauw ere en nauw e v aa rw ateren. G e d u re n d e deze d rie v ersch illen d e fa se n zijn de eisen w elke aan de navigatie gesteld w orden, verschillend. *) D ire c te u r R a d io H o lla n d N.V., A m ste rd a m.

2 152 C. B. Broersma H e t is duidelijk d a t een zeer n a u w k e u rig e p o sitie b ep alin g m idden op de O c e a a n van veel m in d er belang is d an w a n n e e r men zich in een nauw v a a rw a te r bevindt. D ie n o v ereenkom stig zijn e r d an ook n a v ig a tie h ulp m iddelen o n tw ik k e ld die, a l n a a r gelang van de b eh o efte, van e lk a a r verschillen. O m bij de O ceaan -n av ig atie te beginnen : N a a s t de k lassiek e m eth ode van zon- en s te rb e s te k, m et als v e rd e r hulp m id d el h e t kom pas en de snelheidsm eting, tr e f t m en th a n s a a n h e t L o ra n systeem en h e t C o n so l sy steem. O p deze sy stem en w o rd t n ie t v e rd e r ingaan, aangezien zij re e d s u itv o erig bij v ro eg ere gelegenheden w e rd e n b e sp ro k e n. B eide zijn p la a tsb e p alin g ssy stem en w elk e bij u itste k g e sc h ik t zijn v o o r g ro te a fsta n d e n. Zij geven beide een n a u w k eu rig h eid w elk e voldoende is v o o r O c e a a n -n a v ig a tie doch w elk e o n v o ld o ende is v o o r h e t n av ig eren in de n ab ijh eid v an een k u st. N a a s t deze, th an s reeds zeer bekende en veel gebruikte s y stem en, is m en bezig a a n de o n tw ik k elin g van a n d e re langeafstan d system en (R an a, N avaglob e etc.)* E en b e z w a a r, v an zow el L o ra n als C onsol, is d a t zij n ie t w ereld om vattend zijn. Bij o ceaan -n av ig atie w o rd t v a n z e lfsp re k e n d de r a d a r g e b ru ik t als anti-aanvaringsm iddel. G e d u re n d e de tw e e d e fase, die d e r L a n d fa H ', is de rich tin g - zoeker nog h et m eest w aard evolle electronische hulpm iddel. H ie r b eg in t e c h te r ook de r a d a r als p la a tsb e p a lin g sm id d e l een ro l te spelen w elk e ste e d s b e la n g rijk e r w o rd t n a a rm a te men m eer rad ar-in fo rm atie op h et scherm zal krijgen. N a a s t deze tw e e hulpm iddelen k a n m en in b e p a a ld e gebieden g ro o t n u t h eb b en v an h e t D e c c a systeem. D e cca is h e t m eest n au w k eu rig e p la a tsb e p a lin g s sy steem d a t th a n s b ek en d is. M en k a n h e t e c h te r nog n ie t o v e ra l g eb ru ik en d a a r slech ts b e p e rk te gebieden op a a rd e van D ecca statio n s voorzien zijn. T e n slo tte zijn in de la a ts te fase, die d e r n a v ig a tie in n au w e v a a rw a te re n, ra d a r, g eleid eb aken s en D e c c a (b e p e rk t) v an h e t e e rste b elang, doch ook de ric h tin g z o e k e r b lijk t h ie rv o o r v a a k van grote w a a rd e te zijn. V a n alle tevoren genoem de navigatie hulpm iddelen is men op

3 Scheeps-richtingzoekers en geleidebakens 153 h e t schip a fh a n k e lijk v an de w e rk in g van a p p a ra tu u r, o p g esteld aan de w al, behalve ra d a r. H e t m eest w e re ld o m v a tte n d e h u lp m id d el is de rich tin g - zoeker, d a a r m en lan g s alle k u ste n d e r a a rd e, in m eerd ere of m indere m ate, ra d io -b a k e n s a a n tre ft, w elk e m et een rich tin g - zoeker gepeild kunnen w orden. A lle a n d e re p la a tsb e p a lin g s sy stem en zijn nog b e tre k k e lijk b e p e rk t d a a r g ro te delen d e r a a rd e n ie t b e re ik t w o rd e n d o o r L oran, C onsol of D ecca system en. T erzijde zij nog gem em oreerd d a t de d iep tem etin g d o o r m iddel v an h e t echolood eveneens v o o r de n av ig atie v an g ro o t b elang is. V a n d a a g w o rd e n u it de h ierb o v en opgesom de n av ig atie-h u lp - m iddelen enkele g rep en g ed aan en w el sp eciaal zullen scheepsrich tin g zo ek e rs en g eleid eb aken s n a d e r o n d e r de loupe w o rd e n genom en. 2. Richting zoekers. T enein de de p eiln au w k eu rig h e id te v e rg ro te n van de m inim um richtingzoeker volgens h et Bellini Tosi principe, h eeft men een visuele in d icato r ontw ikkeld. Zendernchtlng Fig. 1. D ia g ra m m e n T e le fu n k e n v isu ele p e ile r. D e visuele in d icatie w o rd t in p rin cip e als volg t v e rk re g e n : (zie fig. ï). D e spanning w elk e geïn d u ceerd w o rd t in de zo eksp o el v an de g o n io m eter (ra am sp an n in g ) w o rd t gevoegd bij de sp an n in g afkom stig van een vertik ale an ten n e (h u lp anten n esp an n in g ). D e zoekspoel w o rd t p erio d iek (m et een freq. v an ca. 45 p e r/sec) om geschakeld, zo d at de resu l te re n d e C a rd io id e sp an n in g m et een fre q u e n tie v an 45 p./s. v an fase v e ra n d e rt. G e d u re n d e 1/90 sec. tr e e d t de re su lte re n d e C a rd io id e K l op en g ed u ren d e een volgende 1/90 sec. tr e e d t de C ardioide K 2 op. D e resu lteren d e geïnduceerde spanningen zijn tijdens de beide

4 154 C. B. Broersma perioden van de om schakeling slechts gelijk in de richting a a n gegeven m et Z e n d e rric h tin g. W o r d t de zo ekspoel g e d ra a id o v er een hoek a d an w o rd t de ene cardiodespanning nul terw ijl de and ere g ro te r w o rd t. V o o r h e t v erk rijg en v an de visuele in d icatie w o rd t geb ru ik g em aak t v an de gelijkheid van beid e card io d esp an n in g en in een b ep aalde stan d van de zoekspoel. F ig. 2. In d ic a tie -p a tro n e n v isu ele p eiler. E e n optim um indicatieg evoelig h eid w o rd t v e rk re g e n indien de v erh o u d in g tu sse n ra a m sp a n n in g en h u lp a n te n n e sp a n n in g zodanig w o rd t gekozen d a t de hoek a circa 16 b e d ra a g t. D e ra a m sp a n n in g w o rd t p erio d ie k om g eschak eld d o o r m iddel v an v ier in een b ru g sch ak elin g a a n g e b ra c h te germ anium d ioden w a a rv a n h et al of niet geleidend zijn w o rd t gestuurd door

5 Scheeps-richtingzoekers en geleidebakens 155 een b lo k sp an n in g, afk o m stig v an een m u ltiv ib rato r-sch ak elin g. D ezelfd e b lo k sp an n in g w o rd t g e b ru ik t om e rv o o r te zorgen d a t, synch ro on, de tw e e card io id en sp an n in g en, n a v e rste rk in g en gelijkrichting, g ev o erd w o rd e n, ie d e r afzo n d erlijk, n a a r tw e e v ersch illen d e electro d en sy stem e n v an een visuele in d icato r. D eze p ro d u c e e rt n a a s t e lk a a r tw e e v e rtic a le lic h tb a n d e n w elk e in h e t cen tru m voorzien zijn v an een sch a d u w se c to r. D r a a it m en nu v o o r h e t v e rric h te n v an een peiling a a n de zoekspoel v an de goniom eter dan zal bij een w illekeurige stan d dezer zoekspoel de len g te d e r sc h a d u w se c to re n n ie t gelijk zijn (fig. 2-3), d o o rd a t de card io id e-sp an n in g en v ersch illen d zijn. In de peilrich - tin g zijn de card io id e-sp an n in g en gelijk en w o rd t de lengte d e r sc h a d u w se c to re n gelijk (fig. 2-1, bij g ro te v e ld ste rk te en fig. 2-2, bij kleine v e ld ste rk te ). Fig. 2-4 en 2-5 geven de p a tro n e n w e e r te n d ien ste van de,,sen se bep aling. V o o r een p eiln au w k eu rig h eid v an + 1 zijn bij deze rich tin g - zo e k er de volgende v e ld ste rk te n n o d ig : Z ic h tp e ilin g e n : circa 1 m icro v o lt p e r m eter. G e h o o rp e ilin g e n : circa 1,8 m icro v o lt p e r m eter. V o o r een a b so lu u t minimum d a t zich u its tr e k t o v er 1 w ijzerv e rd ra a iin g m oeten de v e ld ste rk te n v o o r resp. zicht- en gehoorpeiling 10 en 18 m icrovolt p er m eter bedragen. H e t in te rn a tio n a le ra d io b a k e n p la n is g e b a se e rd op h e t nem en v an rad io p eilin g en bij een v e ld ste rk te v an 50 m icro v o lt p e r m eter. D eze richtingzoeker kom t hier dus ro y a a l boven uit. H etzelfde geldt voor een tw eede type, eveneens recen t o n t w ik k eld, d a t b e ru s t op h e t prin cip e v an W a ts o n W a t t. (zie fig. 3). D e spanningen g eïn d u ceerd in tw e e lo o d re c h t op e lk a a r opgestelde raam antennes, (R l en R q) w elke een gelijke effectiev e hoogte h eb ben, w o rd e n via tw e e afzo n d erlijk e v e rs te rk e rs (V l en V q) g ev o erd n a a r de h o rizo n tale resp. v e rtic a le afbuigp la te n (P q re sp. PR) v an een k a th o d e s tra a l o scillo g raaf. H e t is duidelijk d a t indien am p litu d e en p h ase van de beid e span n in g en gelijk zijn, een re c h te lijn w o rd t b esch rev en op h e t scherm v an de k a th o d e s tra a l o scillo g raaf, w elk e d an d ire c t de rich tin g van h e t gepeilde baken aan g eeft (hoek P in fig. 3). D e goede w e rk in g v an d it ty p e rich tin g zo ek e r is e c h te r p rim a ir a fh a n k e lijk van een n a u w k e u rig gelijke v e rs te rk in g sg ra a d d e r beide v e rs te rk e rs en van een n au w k eu rig e phase-gelijkheid. O n g elijk h eid van de v e rste rk in g sg ra a d v an de ene v e rs te rk e r t.o.v. de and ere geeft aanleiding to t een fout in de peiling.

6 156 C. B. Broersma O n g elijk h eid v an de p h ase v erh o u d in g en g eeft aan leid in g to t een ellips op h et scherm. H e t is dus noodzakelijk d a t voor het nem en van een peiling

7 Scheeps-richtingzoekers en geleidebakens 157 de am p litu d e en p h ase verh o u d in g en g eco n tro leerd w o rd en. D it g esch ied t m et behulp van een ingebouw de o scillato r, d o o r h et in stellen v an tw e e reg elo rg an en, één v o o r de v e rs te rk in g s g ra a d en de a n d e re v oor de p h a se v erh o u d in g. Indien men hierna op de peilstan d overg aat, w o rd en de gem a a k te in stellin g en g eb lo k k e erd z o d a t deze n ie t m eer o n tre g e ld kunnen [w orden. D e b etreffen d e u itv o erin g van d it to e s te l is tam elijk gecom pliceerd d o o rd a t m en * om p ra c tisc h e re d en en vier m aal o v erg aat to t frequentie transfo rm atie. In princip e w o rd e n hierbij de spanningen afk o m stig v an de tw e e v ersch illen d e ra a m a n te n n e s w elk e dezelfde fre q u en tie h eb b en, g e tra n sfo rm e e rd to t 2 v ersch illen d e fre q u en tie s w elk e d a n gezam enlijk d o o r een w e e rs ta n d s v e rs te rk e r w o rd e n gevoerd, om la te r w e e r g e s p lits t en v erv o lg en s w e e r g e tra n sfo rm e e rd te w orden to t gelijke frequenties. H e t tijdelijk sam enbrengen d er tw ee kanalen in één gem eensch ap p elijk v e rs te rk e r is noodzakelijk ten ein d e de u itg an g ssp an - ning te kunnen reg elen te n d ien ste v an h e t in stellen van de ju iste len g te v an de peillijn. Z o a ls ook bij de B ellini T osi ric h tin g z o e k e r h e t geval is, k an de k w a d ra n ta le fo u t bij de ric h tin g z o e k e r volgens h e t W a ts o n W a tt principe w orden gecom penseerd. Bij h e t v erv angen van de k a th o d e s tra a lb u is m oet h e t a p p a r a a t opnieuw gecalibreerd w orden om dat de peilnauw keurigheid v an zelfsprekend afhan kelijk is van de Af buiggevoeligheid der b etreffen d e k a th o d e s tra a lb u is. N a c h te ffe c t k a n bij d it ty p e rich tin g zo ek ers spoedig w o rd e n w aarg en o m en d o o rd a t de peillijn d an zal v erv o rm en to t een n a u w e r of b re d e r w o rd e n d e ellips. D e lange as van deze ellips geeft dan de peilrichting w eer. M en k a n m et deze rich tin g zo ek e r ook tw e e b ak en s gelijktijdig peilen. M e n k rijg t d an op h e t scherm een p a ra le llo g ra m w a a rv a n ied er d er tw ee p aren evenw ijdige zijden de richting aangeven. Z o a ls re e d s in de inleiding v erm eld h e e ft de ric h tin g z o e k e r v o o r scheeps n av ig atie th a n s g ro te w a a rd e tijden s de p erio d e v an de z.g. L a n d fa ll. D o o r de g ro te gevoelig heid van de h ier b e sc h re v e n nieuw e o n tw ik k e ld e ty p en, is de a fs ta n d w a a ro p m en v an een z e k er baken een b etro u w b are peiling kan krijgen, vergroot. Bij de rich tin g zo ek er b e v in d t zich h e t rich tin g b ep a len d elem ent dus a a n b o o rd van h e t schip en w o rd t g eb ru ik g e m a a k t van alzijdig stralen d e bakens aan de w al.

8 158 C. B. Broersma 3. G eleideb eikens. F ig. 4. P rin c ip e ra a m a n te n n e b a k e n. Bij de volgende cate g o rie n a v ig a tie hulp m iddelen, die d e r gele id e b a k e n s, b e v in d t zich h e t rich tin g -b ep ale n d e e le m e n t ' a a n de w a l te rw ijl a a n b o o rd v an h e t schip g eb ru ik g em a ak t w o rd t van een niet richtinggevoelige ontvanger. D e geleidebakens zijn in eerste in stan tie k o rte a fstan d nav i gatie hulpm iddelen. Ken d rie ta l typen w o rd t hier beschreven. H e t e e rste ty p e w e rd o n tw ik k e ld in F ra n k rijk d o o r de S ervice des P h a re s e t B a lise s en w e rk t op fre q u e n tie s v an o n g ev eer 300 kc/s. H e t a n te n n e sy steem v an d it b a k e n ty p e b e s ta a t u it een com binatie v an een ra a m a n te n n e en een v e rtic a le a n te n n e. D e v e rtic a le a n te n n e w o rd t in een b e p a a ld ritm e gevoed in phase, dan w el in tegen -phase t.o.v. de raam antenne. H ie rd o o r o n ts ta a n 2 card io id e-v o rm ig e stra lin g s diag ram m en zoals aan g eg even in fig. 4. In d ie n een w a a rn e m e r zich op de lijn van A n a a r D begeef t, d an neem t hij op de p u n ten A, B, C, D sign ale n w a a r, als aan g eg ev en bij a, by c en d resp ectiev elijk. In d it voorbeeld w o rd t gesleu teld m et de com plem entaire m o rse le tte rs F en L ; ied ere com binatie kan natuurlijk gekozen w o rd e n. D e koerslijn lo o p t o v er h e t p u n t C. In deze ric h ting is h e t sig n aal c o n sta n t. D o o r een b e p a a ld e v erh o u d in g van de v o edin g sstro m en n a a r v e rtic a le - en ra a m -a n te n n e te kiezen h e e ft m en de b u n d e lsc h e rp te in de han d. K en p ra c tisc h v o o rb eeld van een zodanig b a k e n m et een sm alle bundel van 4 boog-m inuten is het volgende : 2 k W b ak en, ra a m o p p e rv la k 620 mr, ra a m stro o m 10 am p. ; v e rtic a le a n te n n e 27 m eter, a n te n n estro o m a a n de v o e t 0.65 am p. D it b ak en h e e ft op een a fs ta n d van 10 m ijlen een b re e d te van de equisignaalsector van 25 m eter. M e n h e e ft ook p ro ev en genom en in h e t gebied van 3 M c /s, doch h inderlijke reflecties van h e t om liggend te rre in gaven voor de p rak tijk geen bevredigende resu ltaten. Ken V erw ante ontw ikkeling heeft men in Z w eden uitgevoerd.

9 Scheeps-richtingzoekers en geleidebakens 159 M en h e e ft h ier g eb ru ik g e m a a k t v an tw e e lo o d re c h t op e lk a a r g e p la a tste ram en w a a rv a n h e t ene ra a m m et een c o n sta n te stro om w o rd t gevoed en h e t tw e e d e ra a m m et een stro o m w elk e in een b e p a a ld ritm e gew ijzigd w o rd t in gelijke fase d an w el in teg enfase. V o o r h e t principe w o rd t v erw ezen n a a r fig. 5. D e stra lin g sd ia g ra m m e n 1 en o o n ts ta a n b eu rte lin g s als re s u lta n te in h e t ritm e van h e t aan g eleg d e signaal. In h e t v o o rb eeld is d it een p u n t-stre e p signaal. In h e t v la k v an de ra a m a n te n n e m et de k lein ste effectieve hoogte g eeft d it aan leid in g to t een contin u -sig n aal. T e r w eerszijd en h ierv a n o n ts ta a n hetzij p u n ten, hetzij stre p e n. D e v e ld ste rk te n in de rich tin g van m ax. stra lin g d er beide antennes hebben een hoekverschil van 90. D e koerslijn b e v in d t zich in de rich tin g v an m axim ale stra lin g van die antenne w elke h et kleinste veld opw ekt. H e t beschreven voorb eeld w o rd t g esleu teld in een stre e p -p u n t ritm e. oo% F ig. 5. P rin c ip e K ru is ra a m B a k e n. N a a s t bovengenoem de tw e e v e rw a n te sy stem en w o rd t nog een Z w e e d se o n tw ik k elin g genoem d en w e l die van h e t,,ro te re n d sp re e k b a k e n d e r A.G.A. D it b a k e n w e rk t in h e t V. H. F. gebied ( ± 160 M c/s). H e t an te n n e systeem b e s ta a t u it 2 sch erp g erich te Y ag i-sy stem en w a a rv a n de h o o fd b u n d els g erich t zijn in 2 richtingen w elke n au w keurig 180 verschillen. In lig. 6 zijn zij aangegeven m et 2 en 3. D eze Y a g i-a n te n n e s ro te re n een p arig. B oven deze 2 a n te n n e s is een 3de antenne opgesteld, een z.g. m ask eeran ten n e, a a n gegeven m et 1, w elke gelijktijdig m et de Y a g i s m et dezelfde snelheid eenparig d ra a it. D e m axim a en de m inim a v an h et stra lin g sd ia g ra m van deze m a sk e e ra n te n n e zijn in rich tin g 90 v ersch o v en t.o.v. resp. de m axim a en minima van de Y agi's. O p de functie van de m askeerantenne w o rd t la te r terugg e komen. D e richting inform atie w o rd t verkregen m et de Y agi s.

10 160 C. B. Broersma F ig. 6. P rin c ip e A.G.A. ro te re n d V.H.F.- b a k e n. T erw ijl deze een p a rig ro n d d ra a ie n w o rd t de zen d er w a a rm e d e zij v erb o n d en zijn gem oduleerd m et s p ra a k en w el in de v o rm : nul-één, nul-tw ee, nul-drie, nul-vier etc., hetgeen de code info rm atie v e rte g e n w o o rd ig t: 10, 2 0, D e tw e e Y a g i s geven n iet h e t zelfde signaal doch op h et ogenb lik d a t de ene Y a g i b esp ro k en w o rd t m et bijv. nul-één, ( 10 ), w o rd t de a n d e re Y agi b e sp ro k e n m et één-negen (190ü), gelijktijdig w o rd t dus in tw e e rich tin g en sp ra a k in fo r- m atie gegeven m et g e ta lle n die 180 verschillen. B e v in d t m en zich dus binnen h e t b e re ik v an d it b ak en, d an zal m en in een n o rm ale V H F o n tv an g er, op h e t ogenblik d a t de h o o fd b u n d el n a a r de p la a ts van de w a a rn e m e r g erich t is, een g e ta l v e r nem en, w a a rd o o r de rich tin g b e <* k en d is. D e m a sk e e ra n te n n e w o rd t gevoed d o o r h.f. stro o m van d ezelfde fre q u e n tie, doch gem oduleerd m et een l.f. to o n van 150 p /s w elke zeer rijk is a a n h arm o n isch en. Zij h e e ft to t doel om een ste rk e sto o r- to o n te p ro d u ceren g ed u ren d e de tijd d a t de h o o fd b u n d el van de y a g i s n iet o v er h e t w a a rn e - m in g sp u n t lo o p t. H ie rm e d e w o rd e n v alse w a arn em in g en t.g.v. de zijlussen van de y a g i s v o o rk o m en ; im m ers op h e t ogenblik d a t m en t.g.v. een nevenlus een v e rk e e rd e w a a rn e m in g zou k u n nen krijgen w o rd t men hevig g e sto o rd d o o r h e t m ask eersig n aal. D e d rie a n te n n e sy ste m e n zijn op een gem eenschappelijk e m ast o p g esteld w elk e d o o r een m o to r w o rd e n a a n g e d re v e n. D e drie zen d ers h eb b en een g em eenschappelijk e k r is ta ltra p w elk e zich s p lits t in d rie k a n a le n die n a p a sse n d e v e rste rk in g, afzo n d erlijk gem oduleerd w orden. D e 2 b a k e n s p ra a k z e n d e rs h eb b en een u itg an g sv erm o g en van 5 W a t t, de m a sk e e rz e n d e r h e e ft een u itg an g sv erm o g en v an 50 W a t t.

11 Juli Deel 21 - N o Tijdmetingen met impulsen in de radartechniek door C. Ie C o m te* ) V oordracht gehouden voor het N ederlands R adiogenootschap op 20 febr SAMENVATTING In d eze v o o rd ra c h t w o r d t een in d e ra d a rte c h n ie k to e g e p a ste in ric h tin g v o o r h e t m eten v a n k o rte tijd en n a d e r o n d e rz o c h t. D e b e sc h re v e n in ric h tin g v in d t v o o ra l d a a r to e p a ssin g, w a a r sn el v e r a n d e re n d e tijd en m o eten w o rd e n g em eten m et w e in ig tijd v e rlie s, en d e s g e w e n s t a u to m a tisc h. N a g e g a a n w o rd t, w e lk e n a u w k e u rig h e id bij d it sy ste e m b e re ik t k a n w o rd e n. 1. Inleiding. R a d a rsig n a le n kunnen ons inlichtingen v ersch affen o v er de p la a ts v an een v o o rw e rp in de ruim te. W e w illen ons h ier alleen bezighouden m et h et bepalen van de afsta?id van het gedetecte e rd e v o o rw e rp to t h e t ra d a rto e s te l. D it afsta n d sg e g e v e n zit o p g eslo ten in h e t tijd sv ersch il tu sse n h e t tijd stip w a a ro p een energie-im puls de ruim te w o rd t ingezonden en het tijdstip w a a r op de gereflecteerde energie w o rd t ontvangen. H oe n a u w k e u rig e r w e d it tijd sv ersch il k unnen b ep alen, des te n au w keu rig er zal ook de afstan d van het reflecterende voo r w erp bekend zijn. V o o r b ep aalde toepassingen is niet alleen grote nau w keurigheid, doch ook snelle u itv o erin g v an de m eting noodzak elijk. S p eciaal bij snel b ew eg en d e doelen als vlieg tuigen h e e ft alleen snelle p laatsb epalin g nut. B ovendien w il men veelal uit de v eran d e rin g van de a fs ta n d m et de tijd de ra d ia le snelheidscom pon e n t b ep alen. D it als een van de nodige gegevens om de p o sitie op enig tijdstip in de toekom st te kunnen voorspellen. B en p ra c tisc h e eis v o o r een b e p a a ld e to e p a ssin g is b.v.: h e t tijd sv ersch il tu ssen de d o o r de ra d a rz e n d e r u itg ezo nden energieimpuls en de ontvangen echo-im puls te m eten m et een n au w k eu rig h eid o v ereen k o m en d m et een a fs ta n d s fo u t van ca 15 m. op een sc h a a l van ca 15 km., en w el zodanig, d a t de gem eten a fsta n d kom t v a st te liggen in de hoekverdraaiing van een as. *) P h ilip s T e le c o m m u n ic a tie In d u s trie, H u iz e n.

12 162 C. Ie Comte 2. Beschrijving van het systeem. V o o r n au w k eu rig e en snelle m eting zouden w e g eb ru ik kunnen m aken van een inrichting volgens fig. 1. Signalen van Radartoestel Meetknop b F ig. 1. P rin c ip e s c h e m a v a n een in ric h tin g v o o r tijd m e tin g e n. D eze hoekverdraaiing m oet evenredig zijn m et h et gem eten tijdsverschil. Elektronenstraal- Oscillograaf W e zien in deze fig.: a. K en z a a g ta n d g e n e ra to r w elk e een z a a g ta n d sp a n n in g Vz = V\o H- at o p w e k t. ( Vzo is de w a a rd e v an Vz te n tijde t o, d a t is h e t tijd stip, w a a ro p de energieim puls de zender v erlaat). b. E en precisie -potentiom eter, w aarm ede d.m.v. een m eetk n o p de spanning V t w o rd t in g esteld, w elk e sp an n in g n a u w k e u rig ev enred ig is m et de h o e k v e rd ra a iin g v an deze knop. c. E en in rich tin g, w a a rin de w a a rd e v an Vz w o rd t v e r geleken m et de ingestelde w a a rd e V t - D e in rich tin g h e e ft de eigenschap, d a t op h e t tijd stip t T w a a ro p V z = V t w o rd t, a a n een u itg angsklem een m eetim puls w o rd t opgew ekt. d. E en e le c tro n e n stra a l-o scillo g ra a f, w a a ro p de m eetim puls in de vorm van een h eld ere stip v ersch ijn t, te rw ijl de ontvangen echo's als verticale deflecties zich tb aar zijn. W e k u n n en nu m et de m eetk n o p de w a a rd e v an V t v e ra n d e re n (zie fig. 2). H ie rb ij zal d an de h eld ere m eetstip op de tijdlijn v an de o sc illo g ra a f heen en w e e r schuiven. D e m eetk n o p w o rd t nu zo in g esteld, d a t de m eetstip op h e t fro n t van de echo verschijnt. O p een m et de m eetknop gekoppelde schaal-

13 Tijdmetingen met impulsen in de radartechniek 163 zm F ig. 2. S p an n in g sv o rm en aan de schakeling volgens fig. 1. v erd elin g k unnen w e nu de a fs ta n d aflezen. D it a p p a r a a t zou dus de g ew en ste eig en sch ap p en h eb b en. W e zullen m eteen een g e ta lle n v o o rb e e ld g ev en: G ro o ts te te m eten a fs ta n d : I 5 km -> Tm = loo ju s. (D.w.z. d o o r de p o te n tio m e te r van h e t begin to t h e t eind te v e rd ra a ie n v e ra n d e re n w e T v an o to t IOO ju s). V e re is te n a u w k e u rig h e id : I 5 m -* 0,1 /u s ( io -3 Tm ).. Im pulsduur van de echo 0,3 /u s. Stijgtijd van h et echofront: o,i jus. In ste ln a u w k e u rig h e id van de m eetstip op h e t e c h o fro n t: ca 0,01 ju s ( io -4 T m ). D e v ra a g is nu, w elk e eisen w e a a n de d iv erse com ponenten m oeten stellen, om de vereiste nauw keurigheid te bereiken. F outenbronnen zijn o.a. Ie F o ut van de precisie -potentiom eter (kleiner dan 2,5 IO-4). 2e F o u t in de instelling (ca IO-4). 3e F outen in Vz. 3. De zaag tan dg ener a tor* M ijn bed oeling is, om h ie r iets n a d e r in te g aan op de zaagta n d g e n e ra to r ten ein d e te o n d erzo ek en of h e t m ogelijk is, deze zodanig te m aken, d a t de afw ijking tussen de opgew ekte sp an ning en Vz = Vzo 4- at k le in e r is d a n 2.lo -4 Vzm (V zm is de g ro o t ste w a a rd e van V2). E r m oet n.1. ook nog iets o v ersch ieten v oor ijkfouten, tem pera tu u rd rift, d rift t.g.v. voedingsspanningsvariaties etc. W e beginnen m et h e t te k e n e n van een eenvoudige schakeling voor h et opw ekken van een zaagtandspanning (zie fig. 3). Z olang de electro n en sch ak elaar S gesloten is, is Vz Vzo R s

14 164 C. Ie Comte Bi) h et openen van de sc h ak elaar op h et tijdstip t = O krijgen w e : V,_ Vzo + ( Vb - Vzo I - e RC o f V. = Vzo + (Vi - Vzo) t Y i + - R C 2 \ R C e w e, Vb W e wi llen nu om te beginnen v a stste l len, d a t de aan w ezig h eid van een inw endig e Q w e e rs ta n d in de e le c tro n e n sc h a k e la a r v o o r de v e rd e re b esch ouw in g n ie t b elangrijk is* R, D e sp an n in g Vzo k an n.1. in h e t systeem c altijd w el op de een of and ere wijze w o r den g ecom p enseerd. D it g e ld t ook v o o r de invloed van Vzo op de a a n v a n g sh e llin g : X 'd V \ V, - Vz zo F ig. 3. E e n v o u d ig e z a a g ta n d dt R C g e n e ra to r. W e zullen daarom in onze v erd ere b e schouw ing Vzo = O stellen. D e g ro o tte v a n de hogere g ra a d ste rm e n is m aatg ev end v o o r de afw ijking van h et lineaire v erb an d tussen Vz en t. Nu hebben w e alleen interesse voor h et geval d a t deze a f w ijking zeer klein is. In d it geval m oet «I zijn, en de 2 R C verd ere term en zijn dan nog veel kleiner. W e kunnen dus zo n d e r b e z w a a r v o o r de e e rs te b e n a d e rin g n o te r e n : V. = Vt t I V z y R C O ) 2 w aarbij w e in de 2e g raad sterm RC, h eb b en v erv a n g en do or Vz V,\ Z ouden w e op deze wijze een zaagtand spanning w illen re a liseren w a a rv a n de afw ijking van de rechte lijn niet m eer is dan 2.1 o-4 Vztn dan z o u niet g ro te r mogen zijn dan ca IO-3. 2 Vb N u k u n nen w e v o o r Vzm n ie t een w illekeu rig klein e w a a rd e kiezen. D e d rift v an h e t z a a g ta n d n iv e a u en de goede w e rk in g v an de

15 Tijdmetingen met impulsen in de radartechniek 165 v erg elijk in g ssch ak elin g m ak en h e t w enselijk, Vzm n iet k lein er d an ca ioo V olt te kiezen. A ls w e dus o v er Vz sp rek en d en k en w e a a n een p ie k w a a rd e v an ca IOO V o lt. Z o u d e n w e dus op de b esc h re v e n wijze een zaagtandspanning van de gew enste nauw keurigheid w illen opw ekken, d a n zouden w e m oeten u itg aan van Vb V o lt. D it is onpractisch en we m oeten dus iets an d ers verzinnen. W e zouden ons doel b e re ik t hebbefi, indien w e op een of a n d e re wijze k o n d en b e w e rk ste llig e n, d a t g ed u ren d e de zaagtan d tijd de stroom door de cap aciteit C co n stan t bleef. D e schakeling van fig. 4 heeft deze eigenschap m its d = O. vb, r Hl * R 1 T (1-S)x o i r r c Ml-S) Fig. 4. P rin c ip e v a n de bootstrap - z a a g ta n d gen e ra to r. "We b ren g en Vz a a n de ingang van een v e rs te rk e r, w a a rb ij w e a a n n e m en d a t deze v e rs te rk e r geen stro o m aan h et ingangscircuit o n ttre k t. D eze v e rs te rk e r h e e ft een spann in g sv ersterk in g gelijk a a n I. A an de u itg an g van deze v e rs te rk e r o n t s ta a t dezelfde spanning Vx, w elk e in serie m et Vb w o rd t geschakeld. D e stro o m / d o o r de w e e rs ta n d R zal nu na h e t openen v an de s c h a k e la a r V c o n sta n t blijven. Ik w il e r w el even op w ijzen, d a t bij h e t p ra c tisc h e o n tw e rp de b atterij Vb niet op de getekende p laa ts aanw ezig is. D eze u itvoering zou a lle rle i b e z w a re n m et zich m eebrengen. V o o r de v e rk la rin g v an h e t systeem is h e t e c h te r eenvoudiger, d it even zo te zien. T heoretisch hebben w e hierm ede ons doel bereikt. P ra c tisc h 'zitte n w e m et de m oeilijkeid, d a t een v e rs te rk e r m et spanningsversterking gelijk aan I niet re a lise e rb a a r is. R e a lis e e rb a a r is een v e rs te rk e r, w a a rv a n de v e rste rk in g w einig v an I v ersch ilt, en w el des te g em ak k elijk er n a a rm a te een g ro te re afw ijkin g to e g e s ta a n k a n w o rd e n. W T w illen nu eens n a g a a n, w a t de gevolgen zijn, ale w e de v e rste rk in g gelijk m ak en aan I d, w a a rin ö een getal «i. D a n vinden w e : V, + ( i - ó) Vz - Vz Vz Ic = R D us d V z Ie dt C R C R C D eze vergelijking geeft, m et Vzo = 0: V.* <5 V. R

16 166 C. Ie Comte of, d a a r w e ons alleen in te re sse re n v o o r kleine afw ijk in g en v an de rech te lijn:. V. Vs <5 V ' V, R C Vs W e zien h ie ru it, d a t w e de afw ijk in g t.o.v. de re c h te lijn m et een fa c to r b h eb b en v e rb e te rd (zie 1). N u zou h e t v o o r h e t p ra c tisc h e o n tw e rp n u ttig zijn, als w e de w a ard e van Vb ongeveer gelijk aan Vzm konden kiezen. D oen w e dit, d an w o rd t de 3e g ra a d ste rm gelijk a a n -----Vzm. 2 o m nu aan de gestelde eis te voldoen, zou zic h te n hoog- 2 ste m ogen b ew eg en tu ssen 2.IO-4 en + 2.IO-4, d a t w il zeggen, als de v e rste rk in g een m aal is afg ereg eld, m ag deze nog hoogstens d o o r allerlei o o rzaken O,O4 /0 g ro te r of k le in e r w o rd e n d an I. D it is een zw are eis t.a.v. de stab iliteit. E en v e rs te rk e r die een dergelijke s ta b ilite it k an b e z itte n is de ;z.g.,,kath ode volger. W e kunnen deze b.v. toepassen op de in fig. 5 g eteken d e wijze, vb+vz (i-8) U itv o e rin g sv o rm v a n d e,»bootst r a p -z a a g ta n d g e n e ra to r. In deze hg. zien w e tev ens op w e lke m an ier de sp an n in g Vb in h e t systeem k an w o rd e n a a n g e b ra c h t, n.l. d o o r m iddel jvan een via een 2e electro n en sch a - k e la a r S 2 opgeladen condensato r. H e t is jam m er, d a t deze v e r s te rk e r a ltijd een v e rste rk in g k le in e r d a n I h eeft, al k a n d a t dan ook een betrek kelijk klein verse hii zijn. E en realiseerb are w a ard e is b.v. 0,98 zo d at d = 0,02. D a a r een d ergelijke sim pele en sta b ie le v e rs te rk e r ons erg a a n tre k k e lijk lijkt, w illen w e eens zien, of e r n ie ts g e d a a n k a n w orden, om de afw ijking te corrigeren. W e doen d it door de schakeling van lig. 6 toe te passen.

17 Tijdmetingen met impulsen in de radartechniek 167 i Vb*Vz (1-8) Ü5. s Vc ±Cb »- -d> R. I, (1-8)x v2(1-8) - Ca w e e rs ta n d R. L F ig. 6. P rin c ip e v a n de g e c o rrig e e rd e b o o ts tra p -z a a g ta n d g e n e ra to r. D e condensator C is hier sa m engesteld uit 2 in serie geschak eld e co n d e n sa to re n Ca en C&. H e t a fta k p u n t is verb o n d en m et de v e rste rk e ru itg a n g via een In de ru s tto e s ta n d v a n h e t systeem zijn beide uitein den v an R z op dezelfde p o te n tia a l, z o d a t I t = O. N a h e t openen van ^ op h e t tijd stip t O zal de p o te n tia a l links v an R, lan g zam er stijgen d an die re c h ts v an R x (m its Cb niet te groot is), d o o rd a t Vc in eerste benadering gelijk is a a n ----Vz. Ca W e kunnen n.1. altijd zorgen d a t < i - <5 Ca D o o r R x zal dus een m et de tijd to en em en de stro o m n a a r Ca g aan vloeien, w elke a a n de sp an n in g Vc als functie v an t een een ex tra positieve 2e g raad sterm zal bezorgen. D eze zullen we in Vz terugvinden. W e kunnen n o te re n : t t V,. = I (ƒ_. + ƒ,) d x + I Ic d x C a c Ca I c d x Ca I\ d x = Vtt + V w a a rin D u s en H ie rin is IL r = I c Ca Cb d V Ic dt c 1 d V zz dt Ca Vi - R Vz Vi R <5 V R d R en I I = (! - d) K - K _ ( i - d) Vm* 0_ - d) Vi Z 2 R, R t R. V c R, (3) (4)

18 168 C. Ie Comte V e rd e r is Vc V + V.. S u b stitu tie van deze d rie u itd ru k k in g e n in (3) en (d) le v e rt 2 d ifferentiaal-v erg elijk in g en v o o r VZ1 en VZ2. d V Vt - ö V ö ' Zi V,Z-2 dt R C R C R C (5) I - ö - C d V za _ r a V (3 V (6) dt R t Ca R x Ca W e zouden deze d ifferen tiaalv erg elijk in g en d o o r d iffe re n tië re n en o n d erlin g su b stitu e re n k u n n en o m zetten in 2 verg elijkingen van de 2e orde, w a a ru it w e VZ1 en Vz2 afzo n d erlijk k u n n en oplossen. D a a r w e to ch de u itk o m st w ille n h eb b en in de vorm v an een m achtreeks kunnen w e b e te r direct bij de oplossing re e k s ontw ikkeling toepassen. W e krijgen dan als re su lta a t, m et Vz = VZ1 -b Vz2: r U -d ~ \ rc, = V>4~- R C - Vi - [ I Ca Jtc, + V i - P...(7) Ö R j C a,rc W e zien hier, d a t de 2de g raad sterm verdw ijnt, als w e zorgen d a t i <5 C Ca R x C a = R C (» R C ) (8) (5 D o en w e d it, d an w o rd t de afw ijk in g in h o o ld z a a k b e p a a ld d o o r de 3e g ra a d ste rm. B erek en in g v an P en su b stitu tie van (8) in de hiervoor gevonden vorm leert, d a t P = - I - I d Ca C A ls ö e n C beide «I zijn, w o rd t P p ractisch gelijk aan C a I. W e zien hieruit (zie (2)) d a t de 3e g raad sterm door deze corre c tie van te k e n o m k eert, doch p ra c tisc h dezelfde a b so lu te w a a rd e beh oudt als in h et geval zonder correctie m et R j.

19 Tijdmetingen met impulsen in de radartechniek 169 Kiezen w e nu Vzm = Vb, dan w o rd t de g rootste w aard e van d e 3e g raad sterm p rak tisch gelijk aan Vzm dus voor d 0,02 6 gelijk aan. IO 4 V. zm 2 W e zijn hierm ede e c h te r nog n iet g ereed. H e t is nam elijk a ltijd zo, d a t bij de u itstu rin g v an de v e rs te rk e r de v e rste rk in g n ie t c o n sta n t is. R e k e n t men de gevolgen v an deze n iet lin eaire b ijd rag en n a, w a a rb ij (5 een functie v an Vz, dus v an t w o rd t, d an blijk t, d a t d it geen invloed h e e ft op de 2e g ra a d ste rm, doch w e l. op de 3e g ra a d ste rm. D e vergroting van deze term door deze niet lineaire v erv o r ming k a n gem akkelijk k lein er d an een fa c to r ÏO gehouden w o rd en. U itw e rk in g v an deze b erek en in g neem t h ie r tev e el tijd. D eze vergroting van de fout w o rd t ech ter w eer ruim schoots goed gem aak t door h et volgende : H e t systeem w o rd t afgeregeld door m iddel van een reeks impulsen, w a arv an de tijdstippen nauw keurig vastliggen. D eze impulsen zijn afgeleid van een k ristalo scillalo r. H ierb ij w o rd e n in g e s te ld : le Vzo = o (zaag tan d n iv eau ) of, w a t op h etzelfd e n eerk o m t, een in s te lb a re co m p en satiesp annin g in h e t p o te n tio m e te r circuit. H ierm ede k u n n en ook ev entu ele tijd sv e rtra g in g e n in h e t radar-echo-circuit w orden gecom penseerd. 2e d Vz (zaag tan d h ellin g ), b.v. d o o r co rrectie v an R, C, Vb of dt van de voedingsspanning van de potentiom eter. 3e d 2 V2 (zaagtandkrom m ing) b.v. door v ariatie van R x. dt^ M en m a a k t nu deze in stellin g en zo. d a t de w a a rd e v an Vz ju ist is op 3 verschillende punten n.1. b ij: Vz = O (of een w a a rd e d ich t bij o) bij Vz \ Vzm en bij Vz = Vzm (zie fig. 7), H e t r e s u lta a t van deze afreg elin g is, d a t nu n ie t de 2e g ra a d s te rm gelijk a a n O w o rd t, doch d a t m en een 2e jg ra a d ste rm m a a k t m et teken tegengesteld aan d a t van de 3e graad sterm, w a a r door de gro o tste afw ijking t.o.v. de ideale rechte lijn aanzienlijk kleiner is dan de w a a rd e van de 3e g raad sterm voor

20 170 C. le Comte Vz = Vzm. E en eenvoudige b erek en in g le e rt, d a t deze v e rb e te - te rin g o n g ev eer een fa c to r 20 k lein ere fo u t o p le v e rt d an de g ro o tste w a a rd e v an de 3e g ra a d ste rm b e d ra a g t. W e m ogen dus v e rw a c h te n, d a t een op deze wijze uitgevoerde inrichting voor tijdm eting aan de gestelde eisen v o ld o et. D eze verw achting is door h et experim ent bevestigd. D e h ier b e sch rev en m eth ode v o o r de o p w ek k in g v an een in de tijd v e r schuifbare m eetim puls is niet de enige F ig. 7. S p a n n in g s v o rm v a n de g e c o rri- b ek ende, g e e rd e b o o t s t r a p -z a a g ta n d - g e n e ra to r. E r b e s ta a n a n d e re, die n a u w k e u rig er en s ta b ie le r zijn, doch d a a rte g e n o v er m eer a p p a ra tu u r v ereisen. B ijzo n d erh ed en h ie ro v e r zijn o.a. te vinden in d eel 20 van de M.I.T.-se rie E le c tro n ic Tim e M e a s u re m e n ts v an C h an ce, H ulsizer, M ac N ichol and W illiam s.

21 Juli D eel 21 - N o The vacuum tube as a network component in pulse circuits by P. A. N eeteson *) Lecture delivered for the Nederlands Radiogenootschap on 6th January SUMMARY In th is a rtic le a s u rv e y a n d som e illu s tra tin g ex am p les a re g iv en o f m e th o d s b y w h ic h la rg e sig n a l b e h a v io u r o f v a c u u m tu b e s c a n b e d e te r m in ed. C o n tr a r y to sm all sig n a l a p p lic a tio n, w h e re th e tu b e is o p e ra te d b y re la tiv e ly sm all d e v ia tio n s a ro u n d a fixed o p e ra tin g p o in t in th e c o n d u c tin g regio n, in la rg e sig n al o p e ra tio n th e tu b e is ra p id ly b ro u g h t fro m th e c u t-o ff in to th e c o n d u c tin g reg io n a n d vice v e rsa. T h is is e sse n tia lly a sw itc h in g a c tio n. T h e re fo re, it is n e c e s s a ry to give som e p re lim in a ry c o n s id e ra tio n s on sw itc h o p e ra tio n in n e tw o rk s. T h e m e th o d h a s p ro v e d to be useful in an aly zin g electronic pulse circuits. 1. Introduction. T h e o re tic a l an aly sis of lin e a r p assiv e n e tw o rk s h a s re a c h e d a high d eg ree of p erfectio n. T y p ical com ponents of such n e tw o rk s a re th e w ell-k n o w n re sista n c e s, c ap acitan ces, self- an d m u tu al in d u ctan ces. Since th e in v en tio n of th e electro n ic vacuum tu b e a n ew com ponent has en tered n etw o rk design so rap id ly and comp le te ly th a t it h a rd ly h as an an alo g u e in an y o th e r tech n ical dom ain. W ith th is electro n tu b e an e sse n tia lly n o n -lin ear an d non-passive com ponent is introduced into electrical n etw o rk s. In m an y ap p licatio n s, fo r in stan c e in sm all signal am plifiers, th e tu b e can be a p p ro x im a te d b y a v o ltag e source yt eg in series w ith th e in te rn a l an o d e re sista n c e R z-, o r b y a c u rre n t source in p a ra lle l w ith R z a n d in th is form in c o rp o ra te d in the a sso c ia te d p assiv e n e tw o rk. H e re, th e q u a n tity ft re p re s e n ts th e am plification fa c to r, *9 th e tra n sc o n d u c ta n c e an d eg th e a p p lied grid v o ltag e v a ria tio n. A p p licatio n of th e electro n tu b e in pulse tech n iq u es, h o w ev er, w ill m ostly not allow this approxim ation. The tube m ust essentia lly be considered as a non-linear elem ent. I t is generally x) E le c tro n ic T u b e s D e p a rtm e n t, N. V. P h ilip s G lo e ila m p e n fa b n e k e n E in d h o v en - N e th e rla n d s.

22 172 P. A. Neeteson sw itch ed from one d isc re te s ta te into a n o th e r, viz from th e fully conducting sta te into cut-off condition or vice versa. In the cond u ctin g s ta te it re p re se n ts a given (in te rn a l) re sista n c e b e tw e e n the anode and cathode. In the non-conducting sta te these re sista n ces h av e assu m ed v ery high values, p ra c tic a lly infinite. I t m ay th u s be s ta te d th a t, a t su d d en tra n sitio n s from one s ta te to th e o th e r, re sista n c e s a re sw itc h e d on o r off in the circuit in w hich the tube is included. I t w ill be c le a r th a t th is kin d of o p e ra tio n of tu b e s in pulse tech n iq u es is q u ite d iffe re n t from th e fa m ilia r o p e ra tio n in conven tio n al am plifiers an d m ust be co n sid ered as a sw itching actio n. Som e e x te rn a l cause, u su ally a r a th e r steep v o ltag e step in e ith e r th e p o sitiv e o r th e n eg ativ e d ire c tio n ap p lied to th e c o n tro l grid, should b rin g th e tu b e as ra p id ly as p o ssib le from one d isc re te p o sitio n to th e o th e r. B ecau se of th e a lre a d y w id e sp re a d an d ev e r in creasin g use of electro n tu b e s in pulse tech niques, such as electro n ic countin g -a p p a ra tu s a n d com puting devices, sc a le rs an d ra d ia tio n counters for atom ic research and X -ra y application, pulse mod u la tio n system s, r a d a r, telev isio n an d th e like, it seem s w o rth w hile to exam ine the behaviour of these tubes in pulse applications. To this end some prelim inary considerations of the influence of sudden m aking o r b re a k in g c o n ta c ts (closing o r opening sw itch es) in n e tw o rk s w ill be n e c e ssa ry a n d a re given in the n e x t sections. M o re o v e r, a p p lic a tio n of som e e le m e n ta ry ru les of o p e ra tio n a l calculus w ill offer th e p o ssib ility to an a ly ze th e o p e ra tio n of pulse circu its co n tain in g ele c tro n tu b e s. E(t) 2. Sudden short-circuiting o f two points o f a network. In fig. 1 N rep resen ts a passive linear n etw o rk in w hich cur-. ren ts flow and voltai, f ges a re p re s e n t as s / V(t) 1 * a re s u lt of a v o ltag e B source th a t supplies an electro m o tiv e force to th e n e tw o rk given b y th e tim e functio n E (f). T he v o ltag e b e tw e e n p o in ts A an d B F i g. 1. A u x ilia ry fig ure fo r d e te rm in in g th e in flu en ce o f su d d e n s h o rt-c irc u itin g o f tw o p o in ts o f a n e tw o rk. of th e n e tw o rk w h en th e sw itch is open w ill be d e n o te d b y the tim e function V (t). A t the in sta n t t tq the sw itch ws is

23 The vacuum tube as a network component in pulse circuits 173 closed, so th a t th e v o ltag e b e tw e e n th ese p o in ts is zero fo r t > tq. T h u s, a t t ^ tq th e v o ltag e b e tw e e n p o in ts A a n d B Vab = V (t) a n d a t t ^ tq Vab = o r in th e m ath em atic al form fo r all tim es the voltage Vab can be expressed by the follow in g tim e functio n Vab V (t)[ 1 - U { t - t Q)\ (2.1) U (t - tq) d en o tes th e u n it ste p function, defined b y U (t - tq) = O a t t ^ t0 an d U (t - 4 ) = 1 a t t ^ t Q. E xpression (2.1) can be w ritte n V ab = V (t) - V (t) U ( t - 4 ), (2.2) w h ere from w h ich it can be seen th a t th e effect of su d d en sh o rtc ircuiting of p o in ts A an d B can be a c c o u n te d fo r b y im agining a v o ltag e source V (/) being p re s e n t b e tw e e n A an d B from th e in s ta n t t tq o n w a rd s. T he re sp o n se of th e n e tw o rk to th is v o ltag e source m ust be su p erim p o sed on th e situ a tio n th a t ex ists w h en no closing of vs w o u ld h av e o ccurred, in o rd e r to find th e new situ a tio n of the n etw o rk a fte r closing S. E(t) 3. Sudden breaking o f a connection in a network. In fig. 2 a sim ilar n e tw o rk as in fig. 1 is re p re se n te d, h o w e v e r th e sw itch.s is closed Fig. 2. A u x ilia ry fig u re fo r d e te rm in in g th e in flu en ce o f s u d d e n b re a k in g o f a c o n n e c tio n in a n e tw o rk. u n til th e in s ta n t t tq w hen it is suddenly opened. If vsrem ained closed a c u rre n t / (f) w o u ld flow b e tw e e n p o in ts A an d B. If, h o w ev er, ^ is opened a t t = tq th e n a t tim es t ^ tq th e c u r re n t b e tw e e n th ese p o in ts w ill be zero. T his can be e x p re sse d in the follow ing w ay IAB = I(t) [1 - U (t-tq)\ (3.1) o r I AB = I ( t ) - I ( t ) U ( t - t 0) (3.2) N o w, th e effect of su d d en b re a k in g th e c o n ta c t b e tw e e n p o in ts A a n d B can be accounte d fo r b y im agining a c u rre n t source / (t) being p resen t betw een A and B from the in sta n t

24 174 P. A. Neeteson t tq o n w a rd s an d superim posing th e re sp o n se of the n e tw o rk to th is c u rre n t source on th e situ a tio n th a t w o u ld have been p resen t if no discontuinity had tak en place a t the in stan t t = tq. 4. Electron tubes as switches. In relativ ely few applications of electron tubes in pulse tech nique th ese tu b e s w ill be o p e ra te d in such a w a y th a t no g rid c u rre n t w ill flow w h en th e tu b e s a re conducting. T he occurrence of grid cu rren t plays an im p o rtan t p a rt in the tra n sien t p h enom ena cau sed b y sw itch in g action. T h e re fo re it is justified to s ta rt the investigation of the behavio ur of an electro n tu b e in p u lsed circu its b y consid erin g its in p u t o r co n tro l- g rid circuit The grid circuit. A s a lre a d y m en tio n ed in th e in tro d u c tio n, ele c tro n tu b e s in pulse tech n iq u e a re m o stly sw itch e d from th e cu t off condition to th e conductin g condition o r vice v e rs a b y th e a p p lic a tio n of ra p id ly rising or falling voltages to the control grid. This volta g e change can n ev er be in sta n ta n e o u s, b u t o ccasio n ally th e ap p ro x im atio n b y step functions m ay be allo w ed. H o w e v e r, le t it be assum ed th a t it ta k e s a finite tim e fo r th e g rid v o ltag e to change from a valu e b elo w cu t-o ff to a valu e w ith in th e g rid c u rre n t region, o r vice v e rsa. P a ssin g th e an o d e c u rre n t cut-off p o in t in p o sitiv e o r n eg ativ e d irectio n w ill influence th e a n o d e -c u rre n t flow, w hich w ill be d e a lt w ith la te r, b u t re p r e sen ts no p a rtic u la r p o in t in th e g rid -circu it b eh av io u r. H o w ev er, the sta rtin g or ceasing of g rid -current flow rep resen ts a d iscontinuity in the grid -circuit and w ill be considered in its consequences. T he re la tio n b e tw e e n th e g rid c u rre n t an d th e g rid v o ltag e is n o t lin e a r b u t m ay be a p p ro x im a te d b y a com binatio n of linear functions. A first, ra th e r rough, approxim ation is the follow ing. As soon as the grid voltage is zero or positive the inte rn a l resistan ce betw een grid and cathode is zero. This is equiv alen t to closing a sw itch b etw een grid and cathode, and consequently the m ethod to evaluate the effect of this discontinuity is th a t d escrib ed in section 2. If, on th e o th e r h a n d r grid cu rren t is flowing and the application of a negative going voltage change betw een grid and cathode suddenly cuts off this

25 The vacuum tube as a network component in pulse circuits 175 grid current, then the m ethod of section 3 is applicable to calcu la te th e effect on th e grid circuit. A b e tte r ap p ro x im atio n of th e Ig Vg c h a ra c te ristic is th e follow ing lin ear function h = - v e (4-1) rg T his is re p re s e n te d in fig. 3, w h e re th e d o tte d line gives an id ea of the actu al Ig Vg ch aracteristic. U sin g this a p p ro x im a tio n m eans th a t a t p o sitiv e g rid -to - cathode voltages a resistan ce rg is thought to be shunted across th e e x te rn a l g rid -circu it. I f th e g rid -to -c a th o d e v o ltag e changes from n eg ativ e to p o sitiv e valu es o r vice v e rsa, th is re sista n c e rg is su d d en ly co n n ected o r d isco n n ected re sp e c tiv e ly b e tw e e n grid an d cath o d e a t th e in s ta n t th is v o ltag e p a sse s th e value zero. +~Vg A n exam ple w ill be given how to Fig. a, c alc u late th e effect of grid cur- A ctu al an d ap p ro x im a te d grid cur- re n t. T he e x te rn a l g rid circu it re n t-g rid v o lta g e c h a ra c te ris tic o f a w ill be assum ed to co n sist of a v a c u u m tu b e. resistan ce R g in p aralle l w ith a capacitance 6. B y suitable a p p licatio n of e x te rn a l v o ltag e so urces th e g rid v o ltag e is fo rced to change accord in g to th e follow ing tim e function, neglecting grid cu rren t flow. _ t. Vg (t) = v, - (V, - Va) e ~ T (4.2) w h e re T R g C (4-3) an d Vx O, w h e re a s V0 is b elo w th e g rid c u rre n t cu t-off p o in t of the tube. T his function is given b y curve ab in fig. 4. T he in s ta n t t = a t w hich th is v o ltag e p a sse s th e valu e zero can be calculated from expression (4.2). A t th a t in sta n t a re sistance is sh u n ted a c ro ss the grid circu it an d th e consequences can be c a lc u la te d w ith th e aid of th e circu it of fig. 5, w h e re th e v o ltag e source is given b y th e n eg ativ e valu e of Vg (/) th a t w ould h av e o ccurred in th e u n d istu rb e d circu it a t tim es t > t T his value is calc u la te d from expressio n (4.2) to be

26 176 P. A. Neeteson Illu s tra tio n o f th e in flu en ce o f g rid c u rre n t on a rising grid voltage. F ig. 5. N e tw o r k u se d fo r c a lc u la tio n o f th e in flu en ce o f th e su d d e n c o m m e n c e m e n t o f g rid -c u rre n t flo w, w h e n a p p ly in g a risin g v o lta g e to th e grid o f a vacuu m tube. - Vg (t) U ( t-t.)= -V l fl-e T \u{t - t.) (4.4) W ith th e aid of o p e ra tio n a l calculus it can be found th a t this voltage source produces a com ponent of the grid voltage r 7? r i - 1* t t^ + Tv e T U { t - t 2) A g + V çr R? h Vt w h e re T v T (4.6) R g r g (d.5) This com ponent m ust be add ed to the u n d istu rb ed grid voltag e, given b y ex p ressio n (4.2), th u s th e re su ltin g g rid v o ltag e w ill be fo r t ^ t2: t U V ' i f y = - p Vx ( \ - e 7 T ) (4.7) Rg + rg\ 1 T his is re p re s e n te d b y curve c in fig. 4. T he g rid v o ltag e change is now an e x p o n e n tia l functio n w ith a m uch sm aller tim e c o n sta n t T y th a n th e o rig in al fu n ctio n p o sse sse d (see expr. (4.6)). T he final v alu e th a t th e g rid v o ltag e w ill a tta in is no lo n g er Vx, b u t a m uch sm aller am o unt, d e c re a se d b y th e sam e fa c to r v as the tim e con stant. T here is no discontuinity in the R g + r g

27 The vacuum tube as a network component in pulse circuits 177 N e tw o r k u se d fo r c a lc u la tio n o f th e in flu en ce o f th e su d d e n c e ssa tio n o f g rid - c u r r e n t flo w, w h e n a p p ly in g a n e g a tiv e going voltage to the grid o f,a vacuum tu b e. w h ere Vi o f fig. 6. grid v o ltag e value a t t = n o r in its first d e riv a tiv e w ith resp ect to time. A n exam ple of the inv erse case, in w hich th e g rid in itially d ra w s c u rre n t an d is influenced b y a n e g ativ e going v o ltag e, w ill be given. P a rt of a m ultiv ib ra to r circu it w as com p o sed as re p re s e n te d in fig. 6, w h e re V ' an d V" a re D C v o ltag es an d Vz- is a tim e functio n as given in fig. 7. The initial stead y sta te volta g e a t th e grid w i 11 be r, RgV' - rk V (4.8) rg Rg + r R + R R g A s long as the g rid -voltage is positive, its value a t ta^> t^> o w ill be t v Vg (t) = Vgo -C A' i.n l e 7 vi (4.9) R v g R v + R R g R + Rg TVI = R V1Ci Ci = Cc + Cg (4.10) (4.11) (4.12) (4.13) Cg is th e in p u t cap a c ita n c e of th e g rid circuit, including gridto -cathode and w iring capacitances. F o r fu rth e r calculation of the tra n sie n t phenom ena it is necessary to discrim inate b etw een tw o possibilities. F irs t it is p o ssib le th a t th e g rid v o ltag e, re p re s e n te d b y ex p r. (4.9) w ill n o t p a ss b elo w zero w ith in th e tim e t0, th e rise tim e of the input-voltage change (see fig. 7).

28 178 P. A. Neeteson T h en th e re w ill be no n ew d isco n tu in ity due to th e g rid c u rre n t su d d enly ceasing. O n ly a t th e in s ta n t t = tq a n ew tra n sie n t occurs, because of the discontinuity in the input voltage V\. th e n for t ^ t 0 the grid voltage is given by the folio w ing expression: t (4.14) T h is first case w ill, h o w ev er, n o t occur fre q u e n tly in p ra c tic e, as the D C grid voltage Vgo w ill generally be only slightly positive, a n d th e valu e of VQ w ill be la rg e enough to d riv e th e g rid v o ltag e n eg ativ e w ith in a tim e th a t is s h o rte r th a n tqseconds. This is the second possibility w e w ill have to investigate. H o w ev er, b efo re doing so, th e lim it b e tw e e n th e se tw o cases w ill be co n sid ered. T his lim it is re a c h e d w h en a t th e in s ta n t t t0 th e g rid v o ltag e (expr. (4.9)) becom es zero. T h en from expr. (4.9) it can be derived th a t Vgo _ TV1 / 1 - e TV1 (4.15) Vo t0 [ if it is assu m ed th a t Cg «Cc. If th e ra tio of tq an d Tvx is given, th e n th e valu e of Vot ex p re sse d in its ra tio to Vgo, th a t is n e c e ssa ry to su p re ss th e g rid c u rre n t can be c a lc u la te d from expr. (4.15). I f fo r in stan c e tq T V1, th e n VQ 1.6 Vgo, an d if tq= 2 TVI, th e n VQ= 2.3 Vgo. So, the less steep the grid voltage falls, the la rg e r its am plitude m ust be to cut off the grid cu rren t. If, on th e o th e r h an d, the am p litu d e VQ of th e in p u t v o ltag e Vi is given, th e n th e m axim um p e rm issa b le rise tim e to d riv e the grid com pletely out of its conducting sta te can be calculate d from th e ex p ressio n (4.15). N o w in th e second case w h e re th e g rid v o ltag e re a c h e s zero a t an in s ta n t ti <C tof th e grid c u rre n t d is a p p e a rs a t th is in s ta n t t tx and the in tern al grid resistan ce rg in fig. 6 suddenly b e com es infinite. T h is cau ses n ew tra n s ie n ts in th e c ircu it th a t can be c a lc u la te d b y th e m eth o d in d ic a te d in sectio n 3. To th is p u rp o se th e valu e of th e g rid c u rre n t ig m ust be d eterm in ed, assum ing no d isc o n tu in ity to ta k e place a t t tx. T hen from th e in s ta n t t t1 th e effect of su d d e n ly ceasin g g rid c u rre n t flow can be acco u n te d fo r b y in tro d u c in g a c u rre n t source of a stren g th zg (/) U tx) b etw een grid and cathode.

29 The vacuum tube as a network component in pulse circuits 179 N o w ig (t) is to be d ete rm in ed from ex p ressio n (4.9) by dividing th is g rid v o ltag e b y rg. T he sum of th e grid voltag e o rig in atin g from th is c u rre n t source a n d th e g rid v o ltag e of th e u n d istu rb e d situ a tio n (expr. (4.9)) gives the re su ltin g g rid v o ltag e d u rin g th e tim e in te rv a l tz < t <C tq. A t t tqa n o th e r tra n s ie n t occurs w h en th e in p u t v o ltag e no longer falls, b u t re m ains c o n sta n t. F ro m th is in sta n t on, the grid voltag e s ta r ts to rise an d a t th e in s ta n t t /2 reach es th e valu e zero. T h en grid c u rre n t s ta r ts ag ain an d a re sista n c e rg is sw itch e d b e tw e e n grid a n d cath o d e. T he -+)I I*-----U t=0 t=tj t=te t=t2 F ig. 8. W a v e f o r m o f th e g rid v o lta g e (fig. 6) as a re s u lt o f th e a p p lic a tio n o f an in p u t v o lta g e Vi. influence of th is discontu in ity can be c a lc u la te d b y th e m eth od of section 2. A ll tran sien ts occurrin g su ccessiv ely in th e w a y described are re latively easy to calculate by simple o p eratio n al calculus m e th o d s an d w ill n o t be tr e a te d ex tensiv ely h ere. A su rv ey of th e re su lts w ill be re p re se n te d in fo rm u lae an d in g rap h ical form (fig. 8). P h a se 1 : 0 ^ / v gi (0 = v?q - a v. R 1 & Tv i (4.9) P h a se I I : t 1 ^ t ^ t0 /i VgII ( ( ) = - [ R V1 C - \ Rv - e + Tv (4.16) P h a se I I I : < < VgIII (t) = - [ R c e- ï - v go t P h a se I V : t > tc + Rv V r R v + r. 1 e & t -- tc Tv (4.17) VgIy (t) = Vgo (1 - e T ) (4.18)

30 180 P. A. Neeteson A gain, th e re a re no d isco n tin u ities in th e valu e of Vg (t) an d its first derivative w ith resp ect to tim e a t the in stan ts tx and /2. If w anted, a still b e tte r approxim ation of the Ig Vg ch aracte ris tic can be u sed as in d icated in fig. 9 b y th e b ro ken line A B C. T he p a r t B C is th e sum of th e s tra ig h t lines A D a n d EE. I t can be d e riv e d th a t th e s ta rtin g of g rid c u rre n t flow a t th e in s ta n t t1 w h en th e in c re a sing g rid v o ltag e p a sse s F ig. 9. Illu s tra tio n o f a b e tte r a p p ro x im a tio n to an a c tu a l g rid c u rre n t-g rid v o lta g e c h a ra c te ris tic th a n th a t o f fig. 3. the value Vgl causes tra n sients w hich can be calcula te d b y su p p o sin g th a t from th a t in s ta n t on a r e sistance *v* = cot a r in series w i th a v o ltag e source ( kg EgI) U (t tx) is su d d enly co n n ected b e tw e e n g rid a n d cath o d e. If th e g rid v o ltag e p a sse s th e valu e Vg2 a t th e in s ta n t t = t2, th e n ag ain a tra n s ie n t occurs, w h ich can be c a lc u la te d b y assum ing ag ain a re sista n c e rg2 co t a 2 in series w ith a v o ltag e ( Vg Vg2) U (t t2) to be su d d enly co n n ected b e tw e e n grid and cathode, thus in p ara lle l wfith the a lre a d y p resen t circuit betw een grid and cathode. D etails of this w ay of calculation can be found in the book, quoted a t the end of this article Diode circuits. T he re su lts of th e stu d y of th e b e h a v io u r of g rid circu its w h en su b jected to th e influence of su d d en ste e p p o sitiv e o r n e g a tiv e going v o ltag e changes w ill also be usefu l fo r th e in v e stig atio n of th e resp o n se of diode circu its. F o r vacuum -tube d iodes th e same cu rrent-voltage ch aracteristic approxim ations can be a p plied. T he re sista n c e of a vacuum diode in th e re v e rse d c u rre n t d irectio n, o ften called th e b ack re s is ta n c e, can be ta k e n to be infinite. H o w ev er, a n o th e r la rg e c a te g o ry of diodes, viz c ry s ta l diodes, selenium rectifiers a n d th e like, h av e a b a c k resistan ce of finite value. In th a t case, the diode cu rren t voltage ch aracteristic can, to a close approxim ation, be rep resen ted by the graph of fig. 10. Indeed, the actu al cu rren t is zero

31 The vacuum tube as a network component in pulse circuits 181 A p p ro x im a tio n o f a se m i-c o n d u c to r d io d e c h a ra c te ris tic. fo r zero v o ltag e, w hich is d iffere n t from th e case of vacuum tu b e s. T he b ack resistan ce Rb of diodes h a ving a c h a ra c te ristic like th a t of fig. 10 w ill b e : Rb co t ft (4.19) w h ilst the fo rw a rd resistance w ill be : R / = cot a (4.20) T he b e h a v io u r of such diodes in a n e tw o rk, w h en subjected to a change in inp u t v o ltag e th a t p a sse s th e v alu e zero can be d e sc rib e d in th e follow ing w ay. F o r n eg ativ e v alu es of diode v o ltag es th e diode is re p re s e n te d by its b ack r e s i s t a n c e ^. F o r p o sitiv e v o ltag es th e diode is re p re s e n te d b y its fo rw a rd re sista n c e R /. W h e n th e v o ltag e acro ss th e diode changes from n eg ativ e to p o sitiv e v alu es, th a n it can be assum ed th a t, a t th e in s ta n t its valu e is zero, a re sista n c e R s is su d d e n ly sh u n ted a c ro ss Rb of such valu e th a t: o r : R/ = Rb R.< Rb + Rs Rb R f Rb - R f (4.21) (4.22) T he su d d en shuntin g of Rb b y R s causes tra n s ie n ts w hich can be calculated in the w ay outlined in previous sections. In the sam e w ay, the change of the diode voltage from positive to n eg ativ e v alu es w ill be accom p anied by tr a n s ie n t p h en o m en a w hich can be d e sc rib e d b y th e sudden om ission of R s from th e c ircu it a t th e in s ta n t th e diode v o ltag e p a sse s zero, and calculated b y the sam e m ethods. I t should be b o rn in m ind, h o w ev er, th a t d istu rb in g effects m ay occur, w h en sw itch in g c e rta in k in d s of sem i-co n d u cto r d iodes, cau sed b y in h e re n t in e rtia p h enom ena such as h o le sto ra g e in germ anium diodes.

32 182 P, A. Neeteson 4.3. The anode circuit. F ig. 11. A p p ro x im a te d a n o d e c u rre n t-a n o d e voljjtage c h a ra c te ris tic s o f a trio d e. A ssum ing id ealized trio d e c h a ra c te ristic s as re p re se n te d in fig. 11 le a d s to a re la tio n b e tw e e n th e an o d e c u rre n t a n d the anode and grid voltages, given b y the follow ing expression: I a (t) = Va (t) + p Vg (t) (4.23) a The anode c u rren t w ill be zero as soon as v g (t) < - Va(t) (4.24) F (cu t-o ff condition of th e tube). In general, *the grid v o ltage w ill n e v e r re a c h larg e p o sitiv e valu es, as th e occu rren ce of g rid c u rre n t la rg e ly lim its th ese v alu es (see section 4.1 an d fig. 4). W ith in th is region of grid v o ltag e b e tw e e n cu t ofi an d a b o u t zero th e a p p ro x im a tion of lin e a r c h a ra c te ristic s w ill m ostly be allow ed. E v en if th e grid v o ltag e is k n o w n as a fu n ctio n of tim e, expr. (4.23) is n o t sufficient to d eterm in e th e an o d e c u rre n t an d v o ltage. A n o th e r re la tio n is n ecessary, a n d can be fo u n d by co n sid erin g th e voltage drop across the im pedance in the anode circuit. A ssum ing first th e tu b e to be in itia lly cu t off, th e n th e anode c u rren t is zero, w h ereas the anode voltage m ay be an y functio n of tim e, o ften a c o n sta n t v o ltag e, b u t p o ssib ly a v a ria tio n in an o d e v o ltag e m ay be cau sed by som e e x te rn a l v o ltag e o r c u rre n t sources. This anode voltage w ill be denoted by V(t). N o w a t th e in s ta n t t tq th e g rid v o ltag e p asses th e cut-off p o in t in p o sitiv e d irectio n, an o d e c u rre n t s ta r ts to flow, a n d the relatio n (4.23) is valid. B ut an o th er relatio n also exists : V (() - Va (t) = I a (/). z a w here Z a is the anode im pedance. (4.25)

33 The vacuum tube as a network component in pulse circuits 183 F rom th ese tw o re la tio n s Ia if) can be elim in ated an d th e re su lt i s : Va (/) = V (t) - [ V (t) + fi Vg (/)] U ( t - Q (4.26) V a V a T his can be c o n sid e re d -CZ> as th e su p erp o sitio n of th e u n d istu rb e d s ta te ( V(t)) an d th e resp o n se of th e n e tw o rk to a v o ltag e source ~ [ V ( t) + t* V, { t ) ) U ( t - t a) -\V(t) +iivg(t)\u (t-t0) 'm se ries w ith ra b etw een cath o d e an d an o d e (see fig. Fig ). T he difference from Auxiliary circuit used to explain the behaviour of a triode that is switched from re sista n c e ^ b e tw e e n anode sw itch in g an o rd in a ry r e the cut-off into the conducting state. a n d cath o d e is th a t in th is case th e a u x ilia ry v o ltag e source w o u ld have to be ta k e n V (t) U {t t0). T he term fx Vg (t) occurs b ecau se th e electro n tu b e is an activ e elem ent a n d n o t a p assiv e re sista n c e. In th e case of id ealized p e n to d e c h a ra c te ristic s as re p re s e n te d in fig. 13 th e re la tio n b e tw e e n th e anode c u rre n t an d th e grid v o ltag e F ig. 13. A p p ro x im a te d a n o d e c u rre n t-a n o d e v o l a t a given, fixed screen grid ta g e c h a ra c te ris tic s o f a p e n to d e. v o ltag e is v e ry sim ple a n d in d e p e n d e n t of th e an o d e v o ltag e, as long as th e c u rre n t does n o t e n te r th e dom ain o f the bottom ing line OA. T his relatio n is : Ia (f) = S { V e (t) - E c } (4.27) w here vs is the transcond uctan ce and E c the cut-off grid v o ltage of th e p en to d e. T he anode voltage w ill be Va (t) = V ( t ) - Z a I a (t) (4.28) w h e re V (t) is th e an o d e v o ltag e th a t w o u ld occur w h en no anode cu rren t flows, and Z a is the anode load im pedance.

34 184 P. A. Neeteson If th e re la tio n b e tw e e n an o d e c u rre n t an d an o d e v o ltag e is such th a t a t a given in sta n t tx the value of the la tte r has dec re a se d to Va (tx) = I a (tx) cot a (4.29) th e n th e b o tto m in g line is re a c h e d an d a n ew tra n s ie n t occurs, fo r now I a can no lo n g er change in d e p e n d e n tly of Va, b u t only according to the relatio n Ia (0 = Va (t)/ra (4.30) w h e re ra = c o t a (4-31) This b o ttom ing' is equivalent to suddenly sw itching a re sistance ra betw een anode and cathode. If, fo r in stan ce, th e tu b e h as b een cu t off fo r a long p erio d, th e n its an o d e v o ltag e w ill be eq u al to th e su p p ly v o ltag e Vb (see fig. 13). I f th e n th e contro l-g rid v o ltag e Vg is su d d enly ra is e d to a valu e ab o v e th e cu t-o ff v o ltag e E c, say I v o lt, th e an o d e c u rre n t su d d en ly assum es a valu e c o rresp o n d in g to the ch aracteristic fo r Vg - I volt. I f th e an o d e lo a d im pedance co n sists of a re sista n c e R a in p a ra lle l w ith a c a p a c ita n c e C, an d if th e tim e c o n sta n t R a C is v e ry la rg e, th e n th e change in an o d e v o ltag e w ill be v e ry slow, com pared w ith this sudden increase in anode cu rren t. The opera tin g p o in t of th e tu b e w ill tra v e l along th e d o tte d curve in a d irectio n, in d ic a te d b y th e a rro w s in fig. 13, a n d finally re a c h a s te a d y s ta te a t p o in t P if th e an o d e lo a d re sista n c e R a (= c o t /?) is la rg e enough to c o rre sp o n d w ith th e s ta tic load lin e L. A t th e k n ee-p o in t" B of th e c h a ra c te ristic a n ew d isc o n tu in ity occurs, to be accounte d fo r b y sw itch in g a re sista n c e ra = co t a b e tw e e n an o d e an d cath o d e. I f th e c o n tro l g rid v o ltag e change is a step function, th e n th e an o d e c u rre n t w ill also be a ste p function during the first phase, w h ereas the anode voltage w ill be an ex p o n en tial fu n ctio n w ith a tim e c o n sta n t R a C. In th e second p h ase, s ta rtin g as soon as p o in t B is re a c h e d, th e an o d e cu rren t w ill no longer be constant, b u t decrease according to an exponential function w ith a tim e co n stan t ra R c C. T he R a + r a an o d e v o ltag e w ill change ex p o n en tially w ith th is sam e tim e c o n sta n t.

35 The vacuum tube as a network component in pulse circuits Conclusion. In th is a rtic le in d icatio n s a re given of m eth o d s b y w hich vacuum tu b e s can be tr e a te d as n e tw o rk com ponents in pulse circu its. F o r th o se in te re s te d in a m ore d e ta ile d tre a tm e n t r e ference is m ade to a book by the a u th o r1), w hich also conta in s ap p licatio n s of th e m eth o d s to th e a n a ly sis of fre q u e n tly used basic pulse circuits, such as m u ltivibrators. *) P. A. Neeteson, Vacuum Valves in Pulse Technique, Book IX of the series of books on Electronic Valves, Philips Technical Library (1955).

36 t : " I 1,

37 VHI-STE PLENAIRE ZITTING VAN HET CCIR 187 V a n 9 augustus tot 13 septem ber 1956 vin d t te W a rsc h a u de V III-ste P lenaire Z itting plaats van het Com ité C onsultative Internationale des Radio-Com m unications. D e volgende N ederlanders zullen deze conferentie bijwonen. Nederlandse Delegatie: Voorzitter: Ir. J. D. H. v. d. T oorn, D irecteur-g eneraal der P T T. Plaatsverv. Voorzitter: Ir. A. J. Ehnle, H oofddirecteur Algemene Z aken en R adio, alsm ede Ir. E. L. B ordew ijk D r. Ir. H. C. A. van D uuren Ir. M. C. E nnen P. de G roen J. H outsm uller Ir. B. J. S töver Ir. J. C. V erton Ir. J. J. V orm er Jhr. Dr. Ir. C. T h. F. v. d. W yck. Experts: Philips T elecom m unicatie Industrie Ir. F. C. de Boer; Ir. W. Lulofs. Philips N atu urk undig L aboratorium D r. H. Bremmer; D r. J. H aantjes; Ir. H. Rinia; Dr. F. L. Stum pers. N ederlandse R adio Unie D r. Ir. J. J. Geluk. A ls w aarnem er v an de,.international C ham ber of S h ip p in g w oont Ir. C. B. Broersm a de Conferentie bij. W ij kom en bij een volgende bespreking op de te behandelen punten v an de zeer uitgebreide agenda nog n ader terug. T hans volstaan wij met te verm elden dat enkele m arkante punten van behandeling zullen zijn: H et vaststellen van internationale norm en voor kleuren televisie. B estudering der voortplanting v an hoogfrequente trillingen. V aststellen van norm en voor zenders van verschillende categorieën. D e bestudering van H.F. straling van ontvangers. H et vaststellen van norm en voor V.H.F. apparatuur voor internationaal gebruik aan boord v an schepen. H et C C IR w erk w o rd t uitgevoerd door een aan tal studiegroepen w elke ieder een bepaald onderdeel der radiotechniek behandelen. In totaal zijn er 14 studiegroepen, w elke behandelen: I. Z en d ers II. O ntvangers III. Com plete radio system en voor verschillende categorieën verbindingen IV G rondgolf voortplanting V. T ropospherische voortplanting V I. Ionospherische voortplanting V II. Tijdseinen en standaard frequenties V III. Internationale bew aking van frequenties IX Algemene technische problem en X. O m roep en problem en i.v.m. enkel zijband X I. Televisie X II. m roep in tropische gebieden i III. O perationele problem en gebaseerd op technische overw egingen X IV. Classificaties en benam ingen. H et stemt tot voldoening te constateren dat er twee N ederlanders optreden als studiegroep voorzitters, n.1.:

38 188 Ir. J. D. H. v. d. Toorn» voorzitter studiegroep X III en D r. Ir. H. C. A. van D uuren, voorzitter studiegroep III. C. B. B. METEOROLOGIE UND FUNKORTUNG O p 26 en 27 juni vond in E ssen een MT a g u n g p laats m et als onderw erp: M eteorologie und F unkortung. D e bijeenkom st w as georganiseerd door de A usschusz für F u n k o rtu n g, een com ité, d at zich o.a. ten doel stelt de achterstand, die er na de oorlog op radiogebied in D uitsland t.o.v. andere landen bestond zo snel en goed m ogelijk in te halen. H iertoe w erden verschillende T a g u n g e n georganiseerd, w a a r zoveel mogelijk niet-duitse sprekers w erden uitgenodigd. D e T a g u n g in E ssen w as eigenlijk een vervolg op de vorig ja a r in M ünchen gehouden T ag u n g, die een veel algem ener program m a h ad en w a a r verschillende problem en op het raak v lak tussen radio en m eteorologie in discussie kw am en. D e tijd ontbrak toen om een uitgebreide gedachtenw isseling te houden en d aarom w erd de T agung in Essen georganiseerd met een begrensd program m a. (D e F unkortung en de sch eep v aart zal op een afzonderlijke T a g u n g in oktober a.s. in H am burg behandeld w orden.) D e leiding heeft het toch niet kunnen nalaten enkele langere voordrach ten op het program m a toe te laten, w aard o o r het program m a in E ssen toch w eer overladen w as en enkele discussies vroegtijdig m oesten w orden afgebroken. D e v ergaderin g w erd gehouden in de grote zaal v an het H au s der T echnik. D e faciliteiten zijn daar buitengew oon. D e projectie-apparatuur w as zeer uitgebreid en v an een uitzonderlijke kw aliteit. V erlichting en geluidsversterking w aren vrijw el volm aakt. H et systeem v an sim ultane vertaling m et verspreiding per radio via koptelefoons met ingebouw de m iniatuurontvangers liet weinig te w ensen over. H et program m a w as verdeeld in 3 hoofdstukken. I. D ie A usnutzung der Funkortung für die M eteorologie. II. Die Einw irkung des W etters auf die Funkortung. III. D as zusam m enw irken von M eteorologie und F unkortung für die Schiffahrt, für die L uftfahrt und für die K atastrophenschütz der Bevölkerung. B elangrijke nieuw e aspecten heeft de T a g u n g niet opgeleverd. E nkele punten w elke v an interesse v o o r de lezers v an dit tijdschrift kunnen zijn volgen hier, min of m eer in telegramstijl. D e buienradar is bezig zich een vaste p laats onder het gereedschap v a n de meteoroloog te verw erven. D e optim ale golflengte v o o r een buienradar, die op grond v an in hoofdzaak C anadese berekeningen op 5,7 cm w as bepaald, m oet v o o r E u ro p a, w a a r de gemiddelde neerslagintensiteit anders is, mogelijk iets kleiner w orden gekozen. H et onderzoek naar de invloed van m eteorologische verschijnselen op de voortplanting van korte radiogolven heeft in D uitsland grote belangstelling. Binnenk o rt zullen regelm atige kabelballonopstijgingen w orden g edaan om de v o o r dit doel nodige aerologische gegevens te verzam elen. D e scatter voortplantin g kw am natuurlijk ook uitvoerig ter sprake. E r zijn aanduidingen, d at de veldsterkte op grote afstanden in E u ro p a kleiner is d an in A m erika. H et is w aarschijnlijk d a t er in veel gevallen een zekere sam enw erking b estaat tussen scattering en superre fractie. H et is alles echter nog vrij v aag ; m eer en betere m etingen zijn nodig en misschien ook een betere theorie! A. H.

39 PRIJZEN TOEGEKEND DOOR HET WETENSCHAPPELIJK RADIOFONDS VEDER D oor het W etenschappelijk R adiofonds V eder prijzen toegekend. L. ALONS 189 w erden dit jaar de volgende A an de heer L. A lons w erd een prijs toegekend ter zake van zijn bijdrage tot de ontw ikkeling van luidsprekers. De heer Alons, in 1907 geboren, trad in 1927 in dienst van het N atuurkundig L aboratorium der N.V. Philips. In 1930 legde hij het candidaatsexam en in de W is- en N atu urk unde af aan de R ijksuniversiteit te G roningen. In 1932 w erd hij o v erg ep laatst n aar het laboratorium van de A pparatenfabriek. D aar is hij thans leider van het ontw ikkelingslaboratorium van luidsprekers en gram m ofoons, m et de titel van hoofdingenieur. De heer A lons heeft zich al deze jaren met problem en van de geluidstechniek bezig gehouden, in het bijzonder met de beheersing van de w eergave-karakteristiek en het rendem ent van luidsprekers en de daartoe benodigde meetmethoden, berekeningen en constructies. H et N.R.G. heeft hij d a arv an doen blijken bij de inleididende voordrachten tot het bezoek aan de Philips P honografische Industrie te B aarn, welke in 1955 plaatsvonden. A an de heren D r. J. H aantjes en Ir. K. T e e r w erden prijzen toegekend ter zake van een door hen uitgevonden transm issiesysteem voor kleurentelevisie. D it systeem w erd beschreven in T. N ed. R adiogenoot. 20, p. 21, 1955 en in W ireless Eng. 31, pp. 225 en 266, 1954 en 33, pp. 3 en 39, Dr. J. HAANTJES D r. J. H aan tjes w erd geboren in 1908 en studeerde W is- en N atu urk unde aan de R ijksuniversiteit te Leiden, w aar hij in 1933 het doctoraal exam en aflegde. In 1936 prom oveerde hij bij prof. Keesom op een proefschrift: O nderzoekingen betreffende de isotopen v an neon en van zuurstof. In 1937 trad hij in dienst van het N atuurkundig L aboratorium der N.V. Philips; thans is hij d aarv an A djunct D irecteur. D r. H aan tjes heeft sedert jaren de leiding van het onderzoek op het gebied der televisie. Ir. K. TEER Ir. K. T eer w erd geboren in 1925 en studeerde aan de T echnische H ogeschool te D elft, w a a r hij in 1949 het diplom a v an E lectrotechnisch Ingenieur verw ierf. In 1950 trad hij in dienst v an het N a tuurkundig L aboratorium der N.V. Philips, w aar hij zich heeft beziggehouden met problem en op het gebied der televisie.

40 190 NIEUWE UITGAVEN De redactie ontving: Wireless Servicing Manual, door W. T. C ocking, negende uitgave. D it boek zal in een der volgende nummers besproken worden. U it het N e d e rla n d s R a d io g e n o o tsch a p PERSONALIA I)r. Ir. J. L. BORDEWIJK O p 27 juni 1956 prom oveerde te D elft tot doctor in de technische w etenschappen ons lid J. L. B ordewijk op een proefschrift getiteld,,inter-r eciprocity applied to electrical n etw o rk s. P rom otor w as Prof. Ir. B. D. H. T ellegen. Jan Lourens B ordew ijk w erd te M eppel op 23 septem ber 1920 geboren en behaalde in 1939 het einddiplom a G ym nasium B aan het C hr. Lyceum te Zw olle. In hetzelfde jaar volgde de eerste inschrijving aan de T. H. te Delft. D oor de oorlogsom standigheden enige jaren onderbroken w erd in mei 1946 de studie voltooid met de verkrijging van het diplom a van electrotechnisch ingenieur. Sinds 1946 is J. L. B ordew ijk verbonden aan het Staatsbedrijf der P.T.T. T o t 1953 w as hij w erkzaam op het C entraal L aboratorium, alw aar hij zich onder meer bezighield met problem en betreffende ruis en teruggekoppelde versterkers. Sindsdien w erkt hij op de afdeling O m roep en T elevisie, w aar hij een actief aandeel heeft in de opbouw van het televisie- en F.M.-bestel in N ederland. In 1955 volgde de benoem ing tot hoofdingenieur. J. L. B ordewijk is lid van de exam encom m issie van het N.R.G. en heeft tevens als leraar op verschillende M.T.S. en geijverd voor een verbetering van het telecom m unicatieonderwijs op de m iddelbare technische scholen. ^V erschillende artikelen van zijn hand verschenen in het P.T.T.-B edrijf, het Tijdschrift van het N.R.G. en andere vaktechnische bladen. C. E. M. Ir. R. VERMEULEN Ir. R. V erm eulen werd tijdens het Tw eede Internationale A koestische C ongres, dat in juni 1.1. in C am bridge, M ass. w erd gehouden, gekozen tot,,fellow of the A coustical Society of A m erica. N ad at ir. V erm eulen in 1926 bij de N.V. Philips in dienst w as getreden, w erd hij het volgend jaar belast met elektro-akoestisch onderzoek, dat zich uiteraard ook uitbreidde tot het menselijk gehoor, de m uziekinstrum enten en de zaalakoestiek. De verbetering van de zaalakoestiek, die met elektroakoestische m iddelen bereikt kunnen w orden, en de invloed d aarv an op de w aardering v an muziek, 'Werden nog kort geleden voor het N ederlands R adiogenootschap gedem onstreerd. In 1953 w as ir. V erm eulen vice-president v an het C om ité, dat in N ederland het E erste Internationale A koestische C ongres organiseerde. In het begin v a n dit jaar w erd hij als w etenschappelijk adviseur in de directie van het Philips N a tuurkundig L aboratorium opgenom en.

41 191 EXAMENS VERSLAG VAN HET EXAMEN VOOR RADIOTECHNICUS, RADIO MONTEUR EN TELE VISIE-TECHNICU S, GEHOUDEN IN APRIL, JUNI EN JULI 1956 D e schriftelijke exam ens voor radiotechnicus, radiom onteur en televisie-technicus w erden gehouden op 23 en 24 april A angem eld hadden zich 219 candidaten v o o r radiotechnicus, 258 v o o r radiom onteur en 3 v o o r televisie-technicus, w aarvan 9 candidaten zich terugtrokken (4 voor radiotechnicus en 5 voor radiom onteur). W egens onvoldoend schriftelijk exam en w erden afgew ezen 94 candidaten radiotechnicus en 113 candidaten radiom onteur. V oor het mondelinge gedeelte w erden opgeroepen 121 candidaten radiotechnicus, 140 candidaten radiom onteur en 3 candidaten televisie-technicus, w elke m ondelinge exam ens w erden gehouden op 4, 5, 11, 14, 21, 22, 25, 26 juni en 2, 3 en 10 juli. A fgew ezen w erden 46 candidaten radiotechnicus en 53 candidaten radiom onteur. G eslaagd zijn in totaal 68 candidaten radiotechnicus, 74 candidaten radiom onteur en 3 candidaten televisie-technicus. 7 C an d id aten radiotechnicus en 13 candidaten radiom onteur w erden v oor een herexam en in aanm erking gebracht. V a n de 21 candidaten die een herexam en m oesten afleggen (nl. 6 candidaten voor technicus en 15 voor m onteur) slaagden 6 voor technicus en 8 voor monteur. 2 C andidaten herexam en m onteur m oesten w orden afgew ezen, terw ijl a a n 5 candidaten uitstel w egens ziekte en militaire dienst w erd verleend. NIEUW LID C. J. Benjamin, O nder de Boompjes 36, G ouda. VOORGESTELDE LEDEN Ir. R. A. B ruininga, M eppelw eg 234, D en H aag (N ed. Siem ens M ij.). Ir. J. J. D orgelo, B reitnerlaan 51, D en H aag (N ed. Siemens M ij). Ir. C. ]. W ustenhoff, K astanjelaan 7, H ilversum (P P I). NIEUWE ADRESSEN VAN LEDEN Ir. F. H. E. Bicknese, 42 B irchstreet, P ost W a sh in g to n, Long Island, N ew Y ork U S A. Ir. C. Franx, H erm an H eyerm anslaan 22, Eindhoven. Ir. H. W. F. van 't G roenew out, Rotterdam se Rijweg 39, O verschie. Ir. B. L. K aper, a/c Philips de Brasil, C.P. 7018, Sao Paulo Brasil. C. A. Smit, D aguerrestraat 13, D en H aag. Ir. J. J. V orm er, P ark de W erv e 28, V oorburg. Ir. K. V redenbregt, Prins B ernhardlaan 121, Leidschendam.