CH218123A - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer gegen Erde symmetrischen zeitproportionalen Spannung zur einmaligen Ablenkung des Kathodenstrahles in einer Braunschen Röhre. - Google Patents

Description

  



  Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer gegen Erde symmetrischen zeitproportionalen Spannung zur einmaligen Ablenkung des Kathodenstrahles in einer Braunschen R¯hre.



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer gegen Erde symmetrischen zeitproportionalen Spannung zur einmaligen Ablenkung des   Eathodenstrahls    in einer   Braunsehen    R¯hre.



  Sie hat zum Ziel, die bekannten Vorteile der symmetrischen   Ablenkungsspannungen    gegenüber den unsymmetrischen auszunutzen und f r das Oszillographieren einmaliger Vorgänge anzuwenden. Hier ist die Sym   metrie nämlich von besonderer Bedeutung, da,    nicht nur die MeBgenauigkeit vergrössert wird, sondern infolge der grosseren Strichschärfe auch die maximale Schreibgeschwin  digkeit.    Es ist bekannt, gegen Erde symmetrische   zeitproportionale      Ablenkspannun-    gen für einmalige Vorgänge von den Schal  tungenfürperiodischeVorgänge    abzuleiten.



  Bei einer derartigen Schaltung wird der Ab   lenkkondensator durch eine Gasentladungs.    r¯hre, die im   Ruhezustand brennt, aufgc-    laden ; der aufzunehmende Vorgang löscht die Gasentladungsröhre und der Kondensator wird durch eine F nfpolr¯hre entladen. Indessen ist die Verzögerungszeit bei dieser Schaltung, nämlich die Zeit zwischen Beginn des einmaligen Vorganges bis zu Beginn der   Zeitablenkung,    entsprechend der verhältnismässig langen   Entionisierungszeit der    Gas   entladungsröhre beträchtlich. Überdies kann      die Gesamta@blenkspannung bei    derartigen Schaltungen, bei denen die Kippkondensatoren durch Gasentladungsröhren auf-oder entladen werden, nicht gr¯¯er sein als die Sperrspannung dieser Rohren.



   Die Schwierigkeiten bei Schaltungen für symmetrische   zeitproportionale    Ablenkspannungen liegen hauptsächlich darin, dass in ihnen eine F nfpol- oder andere R¯hre mit fliegender   Kathodeverwendetwerdenmuss,    d. h. mit einer Kathode, die ihre Spannung gegen Erde ändert. Man könnte daran den ken, in Verbesserung der bekannten Schal  tung eine    im Ruhezustand gesperrte F nf  polrohre    zu verwenden, die nach Positivsteuerung ihres Gitters einen Kondensator zeitproportional entlädt, der vorher  ber zwei hohe Symmetrierungswiderstände aufgeladen wurde. Dann besteht aber die Schwierigkeit in der Herstellung des f r die nun notwendige Funfpolröhre mit fliegender Kathode er  forderlichen Gitterspannungsverlaufes.   



   Die Erfindung l¯st diese Aufgabe dadurch, dass in einer Sehaltungsanordnung zur Erzeugung einer gegen Erde symmetrischen zeitproportionalen Spannung zur einmaligen   Ablenkung des Kathodenstrahls    in einer Braunschen R¯hre der über Widerstände aufgeladene   Kippkondensator    über eine Mehr  polröhre,    vorzugsweise   Fünfpolröhre,    mit fliegender Kathode zeitlinear entladen und diese Entladeröhre über eine   Relaisröhre    gesteuert wird, die nach   eingeleiteter Ent-    ladung dem Spannungsanstieg der fliegenden Kathode folgt und so die auf die Kathode bezogene   Steuergitterspannung    der Entlader¯hre   konsta.

   nt hält.    Die Anode der Relaisr¯hre ist dabei mit der fliegenden Kathode und die Kathode der Relaisröhre mit dem   Steuergitter der Mehrpolrohre    verbunden.



   Die Fig. 1 zeigt ein erstes   Ausführungs-    beispiel des Erfindungsgegenstandes. C bedeutet hier einen Satz von   Kippkondensato-    ren, die über die NViderstände R1 und   jssz    von der Gleichstromquelle Q aus aufgeladen werden. Ihre Entladung erfolgt durch die   Fünf-      polröhre l,    deren   Schirmgitterpotential über    den Widerstand R3 der Gleichspannungsquelle Q entnommen wird. Das Gitter der   Entladeröhre L    ist mit der Kathode, die Kathode  ber den Kondensator C6 mit der Anode der   Relaisröhre    Th1 verbunden, die als   gittergesteuerte dampf-oder gasgefüllte    Ent  ladungsröhre    ausgebildet ist.

   Die Spannungszuführung zu dieser R¯hre erfolgt durch   Widerstände R4 und R    ; ausserdem ist die Kathode  ber   C,    zur Erde abgeleitet. Die Gitterspannung von Entladeröhre L und Relaisr¯hre wird  ber die WiderstÏnde R5 bezw.



  R9 hergeleitet. Im   Gitterkreis    der Entladeröhre L liegt eine Reihenschaltung von Kapazität t C4 und Widerstand. R8, von denen C, dazu dient, die Gitterspannung der Entlader¯hre   aufreeht    zu erhalten, falls   Thl      vorzei-    tig   verlöscht,    wÏhrend R8 einen steilen steilen stieg der Gitterspannung von   L    beim Zünden von Th1 trotz   der Kapazität C ermöglieht.   



  Die symmetrische Ablenkspannung wird   wechselstrommässig    von   Pi    und   P2      hergelei-    tet. Der im   Gitterkreis der Relaisröhre Thl      liegende Kondensator C3 addiert    sich teilweise zur Ablenkkapazität und mu¯ deshalb klein gewählt werden. Infolge der Span  nungsteilung    von   C3    und R9 w rden Vorgänge mit schwachen   Spannungsanstiegen    nicht oder zu schwach an das Gitter von   Thl    gelangen. Zu ihrer Verstärkung ist daher eine zweite   Relaisröhre Th2    vorgesehen, deren Gitter der   Auslöseimpuls    bei S zugef hrt wird.



   In Reihe mit den Ablenkkapazitäten C liegt ein weiterer Kondensator   C5,    an dem über   7 ? die    halbe Ablenkspannung liegt, die Kippkondensatoren C werden daher nicht von einer   Höchstspannung    auf Null entladen und umgekehrt aufgeladen, sondern von der negativen halben Ablenkspannung zur positiven halben Ablenkspannung und umgekehrt   umgelladen.    Da man in praktischen Fällen eine ganze Reihe von umschaltbaren   Konden-    satoren C verwendet, bedeutet dies, da¯ diese ganze Reihe von Kondensatoren nur der halben Spannung angepasst zu sein braucht, und dieser Vorteil wird erzielt durch den alleinigen Mehraufwand eines einzigen Kondensa  tors C5,    der gross sein mu¯ gegen den grössten   Kippkondensator    (z.

   B. viermal so   gross).   



  Es ist ersichtlich, daB man von diesem Gedanken auch bei andern Kippschwinganordnungen mit Vorteil Gebrauch maehen kann.



   Zur   Korrektion der    Symmetrie der Anordnung dient der Kondensator   Cl.    Aus dem gleichen Grund müssen die Widerstände so gewählt werden, daB
1 1 1 1 1 1 1 R1 R6 R2 R3 R4 R5 R9 ist. I und II sind gegen Erde   kapazitätsarm    ausgeführte   Heizwicklungen.    Die genannten  Widerstände beeinflussen wegen der durch sie flieBenden Strome die   Ltinearität    der Ablenkung. Man ist daher bestrebt, sie so gross wie möglich zu machen.

   Infolge der den Kreisen zukommenden Zeitkonstanten würde dann nach erfolgter Ablenkung eine zu grosse Zeit erforderlich sein, um die Anordnung wieder in den Ausgangszustand zu bringen.   Zweck-    mässig sind   daher Schalter-oder    Relaiskontakte   vorgesehen, dureh    die diese WiderstÏnde kurzgeschlossen oder niederohmig gemacht werden können, so dass die Anordnung alsbald wieder   gebrauchsfähig ist Es    ist   auth vorteilhaft, die Widerstände ganz    oder zum Teil als Induktivitäten auszubilden.



   Eine derartige Schaltung zeichnet sich durch folgende Vorteile aus : Die Verzögerungszeit ist durch die im Gegensatz zur   Entionisierungszeit    sehr kurze Ionisierungszeit des dampf-oder gasgefüllten   Entladungs-    gefässes gegeben (Messungen ergaben Zeiten zwischen   108    und   10-7      aee), so dass in den    meisten Fällen ein Verzögerungskabel f r die   Ale8spannung    sich erübrigt oder zum mindesten sehr kurz sein kann, so da.   die Mess-    kurve. nicht oder kaum verformt wird. Ausserdem flie¯t im Ruhezustand kein Strom, auch nicht in der Entlader¯hre L, man kann diese daher während der kurzen Dauer der Ablenkung überlasten und z.

   B. aus einer r Oxydkathodenr¯hre f r einen normalen Betriebsstrom von 100 mA einen   @ Strom    von 10 A entnehmen, wodurch die maximale Ablenkgeschwindigkeit und damit das   Auflösungs-    vermögen der Zeitablenkung um den   Fak-    tor 100 erhöht werden können. Es lassen sich ohne weiteres   Spannungsanstiege    von   10"V/sec erreichen.    Weiterhin lassen sich mit einer   Relaisröhre    mit einer maximalen Sperrspannung von beispielsweise 300 Volt ohne weiteres symmetrische   Ablenkspannun-    gen von z. B. 3000 Volt herstellen, was, wie eingangs erwähnt, bei den bekannten Schaltungen nicht der Fall ist.

   Schliesslich   ermög-    licht die Spannungszufiihrung zu den Elektroden der Entladeröhre und der   Relaisröhre     ber Widerstänlde das Erreichen von sehr hohen Frequenzen.



   In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine   Entladerohre    L und ein Kippkondensator C mit einem   Hilfskonden-    sator C verwendet. Es ist indessen möglich, entweder   Entladerohre    L oder   den Kippkon-      densator    C oder beide zu verdoppeln. Im ersteren Fall benötigt man dann zwei Relaisröhren zum Steuern, im zweiten Fall muss der Kondensator C5, falls er vorhanden ist, ebenfalls verdoppelt werden. Die Verwendung zweier Entladeröhren und zweier Kondensatoren führt zu einer völlig symmetrischen Schaltung, bei der die Mitte der   Kondensato-    ren geerdet werden kann.

   Ebenso lassen sich die Spannungen leicht bei zwei   Kippkonden-    satoren auch gleichstrommässig   symmetrieren,      falls nur eine Entladeröhre vorhanden    ist. Im allgemeinen hat die dargestellte Schaltung mit nur einer Entladeröhre und d nur einem   Ablenkkondensator    die Vorteile geringeren Aufwandes, grösserer Einfachheit und den, dass nur ein Stromkreis existiert, so da¯ keine Unsymmetrien infolge verschieden grosser Str¯me oder durch nicht gleichzeitiges Einsetzen der Str¯me in beiden Stromkreisen auftreten können.



   Es ist fernerhin möglich, als Relaisröhre    eine Hochvakuumröhre zu verwenden, deren    Gitter eine Spannung zugeführt wird, die gegen die   Gitterruhespannung    gemessen in n jedem Augenblick grösser als die halbe Ablenkspannung ist. Bei der Verwendung einer   Hochvakuumröhre,    die zweckmässig als Drei  polrohre    ausgebildet ist, muss nämlich einmal daf r gesorgt werden, dass die   Robre    den Spannungsanstieg der fliegenden Kathode der Entladeröhre mitmacht, weil ihre Anode mit der Kathode und ihre Kathode mit dem   Gitter dieser Röhre verbunden bezw.    ver  blockt    ist.

   Die Hochvakuumröhre ist dabei im   Buhezustand    gesperrt, während zur Ausl¯sung der Ablenkung ihre Gitterspannung positiv gemacht wird, so da¯ die Spannung an ihr fast völlig zusammenbricht. Da nun   wahrend    der   Ablenkzeit die Spannung    der Kathode der Hochvakuumrelaisr¯hre mit derjenigen der Kathode der   Entladeröhre,      d.    h. aber mit der halben Ablenkspannung anstei gen muss, ist es erforderlich, dass auch die   Gitterspannung der Hochvakuumröhre    entsprechend ansteigt. genauer gesagt so, da¯ die gegen die Gitterruhespannung gemessene Spannung in jedem Augenblick gr¯¯er als die halbe Ablenkspannung zu derselben   7eit    ist.

   Nur dann wird nämlich ein ständiges Brennen der   Hochvakuumröhre    und damit auch der   Entlalderöhre während    der Ablenkzeit erzielt.



   Die Fig. 2 zeigt ein Nusführungsbeispiel hierfür. Mit C sind hier zwei Sätze von   Kipp-    kondensatoren mit geerdeter Mitte bezeichnet, die über die Widerstände   R    und   R2    von einer nicht dargestellten Gleichstromquelle aus aufgeladen werden. Ihre Entladung erfolgt durch die F nfpolr¯hre L. deren   Schirmgitterpotential über    den Widerstand   7 ? g    der Gleichspannungsquelle entnommen wird. Das Gitter der Entladerohre L ist mit der Kathode, die Kathode über den Kondensator C, mit der Anode der   Hochvakuum-      relaisröhre 77j verbunden,    die hier als Dreipolr¯hre ausgebildet ist. Die Spannungszuf hrung zu dieser R¯hre erfolgt durch die WiderstÏnde R4 und R5.

   Die symmetrische Ablenkspannung wirdwechselstrommässig von Pi und   P.. hergeleitet.   



   Zur Umkehrung der Phase der dem Gitter von H1   zugefiihrten Impulse    kann eine zweite Hochvakuumr¯hre H2 vorgesehen sein. Dieser R¯hre wiederum ist eine dritte   Hochvakuum-    rohre   77s vorgelagert,    deren Gitter bei E der Ausloseimpuls zugeführt wird. In ihrem Anodenkreis liegt ein Kondensator   C2,    der zusammen mit dem Widerstand   R., dafür      sorgt, dal3    die auf das Gitter der R¯hre gelan  genden Impulse gehalten werden,    ohne daB indessen die   Verzogerungszeit    der Schaltung dadurch vergrössert wird.

   Fehlt die Hoch  vakuumröhre Hs so    tritt die R¯hre H3 mit den in ihrem Anodenkreis befindlichen Elementen zur   Spannungshaltung    an ihre Stelle.



  Jede der beiden Röhren   77s    und   H3    kann auch durch ein   gas-oder dampfgefülltes    Entladungsgefäss ersetzt werden, wobei diese Elemente dann in Fortfall kommen können.



   Die Gitterspannung von   Hx    wird durch den   Widerstand-Re bestimmt.    Dieser ist einerseits so klein zu wählen, da¯ die Zeitkonstante der Schaltung klein genug bleibt, anderseits so gross, da¯ bei der zur Auslösung der Ablenkung erfolgenden Sperrung von   H2    der über   -ssi (Gitter/Kathode)-L    (Git  ter/Kathode)    fliessende Strom klein bleibt gegen den Strom der Röhre L, da er sich diesem störend überlagert. Da der Strom der R¯hre L mit Rücksicht darauf, da¯ es sich nur um einmalige äusserst kurze Belastung handelt, sehr gro¯ gemacht werden kann, lässt sich diese Bedingung leicht erf llen.



  Ferner ist darauf zu achten, dass der Widerstand der Strecke Gitter/Kathode von L gr¯  Ber    ist als der Widerstand der Hochvakuumröhre   Ht,    damit Schwankungen der Gitterspannung von   Ht    auf die Anodenspannung dieser   Röhrc    und damit auf die Gitterspan  nung    von L ohne Einfluss bleiben. Auch diese Forderung lässt sich, und zwar durch Einstellung der Anodenspannung von   Ho,    stets erreichen.



   Zur Korrektion der Symmetrie der Anordnung dient der Kondensator Cl. Aus dem gleichen Grunde müssen die Widerstände, die in Reihe oder parallel zu der Entladeröhre liegen und überdies wegen der durch sie flie ssenden Str¯me die LinearitÏt der Ablenkung beeinflussen, so gewählt werden, dass die resultierenden Widerstände zu beiden Seiten des Kippkondensatorpaares gleich und die Einzelwiderstände so gross wie möglich sind.



  Infolge der den Kreisen zukommenden Zeitkonstanten w rde dann nach erfolgter   A. b-    lenkung eine zu gro¯e Zeit erforderlich sein, um die Anordnung wieder in den   Ausgangs-    zustand zu bringen. Zweckmässig sind daher Schalter- oder Relaiskontakte vorgesehen, durch die mindestens diese Widerstände kurzgeschlossen oder niederohmig gemacht werden können, so da¯ die Anordnung alsbald wieder   gebrauchsfähig    ist. Es ist auch vorteilhaft, die Widerstände ganz oder zum Teil als Induktivitäten auszubilden.



   Eine derartige Schaltung   zeichne ! t sich    durch folgende Vorteile aus : Die   Verzöge-      zist    ist durch die im. Gegensatz zur   Entionisierungszeit    sehr kurze   Ionisierungs-       seit der etwa verwendeten dampf-oder gasge-      fiillten      Entladungsgefässe gegeben    (Messungen ergaben Zeiten zwischen 10-8 und   107    sec) und ist bei ausschliesslicher Verwendung von   Eochvakuumröhren    wie beim    AusführungsbeispieLnochkleiner.Daher    kann in den meisten FÏllen ein Verzöge  rungskabel für    die Me¯spannung fortgelassen werden oder zum mindestens sehr kurz sein, so da¯ die Messkurve nicht oder kaum verformt wird.

     AuBerdem    fliesst im Ruhezustand kein Strom, auch nicht in der Ent  laderöhre    ; man kann diese daher während der kurzen Dauer der Ablenkung  berlasten und z. B. aus einer Oxydkathodenrohre für einen normalen Betriebsstrom von 100 mA einen Strom von   10    A entnehmen, wodurch die maximale Ablenkgeschwindigkeit und damit das Auflösungsvermögen   der Zeitablenkung    um den Faktor 100 erhöht werden können.



  Es lassen   sich ohne weiteres Spannungsan-    stiege von 10 11   V/sec    und mehr erreichen.



     In dam    beschriebenen   Ausführungsbei-    spiel wurde eine Entlader¯hre L und jeweils ein Paar von   Kippkondensatoren    C verwendet. Es ist indessen unter entsprechender Abwandlung der Schaltung möglich, entweder zwei   Entladeröhren L oder a. ber    nur einen Kippkondensator C zu verwenden. Im ersteren Fall z. B. benötigt man dann zwei Hoch  vakuumrohren    zum Steuern. Die Verwendung zweier Entlader¯hren und zweier   Konden-    satoren führt, wenn die Mitte der Kondensatoren   geerdeit    ist, zu einer völlig symmetri  schen    Schaltung.

   Im allgemeinen hat die Schaltung mit nur einer   Entladeröhre    die Vorteile geringsten Aufwandes, gröBter Ein  fachheit    und den, daB nur ein Stromkreis existiert, so daB keine Unsymmetrien infolge verschieden gro¯er   Strome) oder durch nicht    gleichzeitiges Einsetzen der Str¯me in beiden Stromkreisen auftreten können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer gegen Erde symmetrischen zeitproportionalen Spannung zur einmaligen Ablenkung des Kathodenstrahls in einer Braunschen Rohre, dadurch gekennzeichnet, da¯ der über Wider- stände aufgeladene Kippkondensator izber eine Mehrpolröhre mit fliegender Kathode zeitlinear entladen und diese Entladeröhre ber eine Relaisröhre gesteuert wird, deren Anode mit der fliegenden Kathode und deren Kathode mit dem Steuergitter der Entladerohre verbunden ist, und die nach eingeleite- ter Enbladung die auf die Kathode bezogene Steuergitterspannung der Entladeröhre kon stant hält,

   indem sie dem Spannungsanstieg der fliegenden Kathode folgt.

   UNTERANSPRUOHE : 1. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB die Relaisr¯hre als Hochvakuumr¯hre ausgebildet ist, deren Gitter eine Spannung zugeführt wird, die gegen die Gitterruhespannung gemessen in jedem Augenblick gr¯¯er als die halbe Ablenkspannung ist.

   2. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladerohre als Fünfpolröhre ausgebildet ist.

   3. Schaltungsanordnung nach Patenta spruch, dadurch gekennzeichnet, daB die Re laisröhre als dampfgefüllte Entladungsrohre ausgebildet ist.

   4. Sehaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, ,da¯ die Relaisröhre als gasgefüllte Entladungsröhre ausgebildet ist.

   5. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Elektroden der Entladeröhre und der Relaisr¯hre über Widerstände an Spannung geleg ; sind.

   6. Schaltungsanordnung nach Unteran- spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Spannung zuführenden Widerstände wenig- stens teilweise als InduktivitÅaten ausgebildet sind.

   7. Sehaltungsanordnung nach Unteranspruch 5, gekennzeichnetdurchKontakte, durch die mindestens die in Reihe und paral let zu der Entladerahre liegenden WiderstÏnde kurzgeschlossen werden können.

   8. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch Kontakte, durch die mindestens die in Reihe und paral- lel zu der Entladeröhre liegenden Wider stände niederohmig gemacht werden können.

   9. Schaltungsanordnung nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Streeke Kathode-St euergitter sder Entladerohre ein Kondensator in Reihe mit einem Widerstand parallel geschaltet ist.

   10. Schaltungsanordnung nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Re laisröhre (Th1) eine weitere, Relaisr¯hre (Th2) vorgeschaltet ist.

   11. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Relaisrohre (T) dampfgefüllt ist.

   12. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, da¯ die weitere Relaisröhre (Thr) gasgefiillt ist.

   13. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da¯ der als Hochvakuumrohre ausgebildeten Relaisrohre (H1) eine andere Hochvakuumröhre () vorgeschaltet ist.

   14. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochva. kuumrelaisröhre (RJ eine Hoch- vakuumröhret zur Umwandlung negativer Spannungsstösse in positive vorgeschaltet und ein Kondensator (C2) zusammen mit einem Widerstand (R1) vorgesehen ist, der die im Anodenkreis dieser R¯hre entsiehende Spannung hält, ohne Idass die Zeitkonstante der Anordnung vergrössert wird 15.

   Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, da¯ der der Hochvakuumrelaisröhre (H1) vorgeschalteten Hochvakuumröhre (H2) eine Hochvakuumröhre (H3) zur Umwandlung positiver Spannungsstösse in negabive vorgeschal- tet und ein Kondensator (Cy) zusammen mit einem Widerstand (R7) vorgesehen ist, der die im Anodenkreis dieser R¯hre entstehende Spannung hält, ohne da¯ die Zeitkonstante der Anordnung vergrössert wird.

   16. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem Kippkondensator ein Hilfskondensator (C5) geschaltet ist, an dem die halbe I, adespannung liegt, derart, da. B die am Kippkondensator auftretende Spannung auf die HÏlfte herabgesetzt ist.

   17. Schaltungsanordnung nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit den umschaltbaren Kippkondensatoren ein Hilfskondensator (C*,,) geschaltet ist, an dem die halbe Ladespannung liegt, derart, da¯ die am Kippkondensator auftretende Spannung auf die HÏlfte herabgesetzt ist.